Металлические отливки VAUTID M20-3 — износостойкие детали для горного оборудования
Металлические отливки VAUTID M20-3 — это высокохромистые белые чугуны с содержанием хрома 20–24% и молибдена 2,5–3,5%, предназначенные для изготовления футеровок и рабочих органов оборудования, эксплуатируемого в условиях интенсивного абразивного износа. Материал относится к группе сплавов с карбидной структурой типа MC, обеспечивающей сочетание высокой твёрдости (58–63 HRC) и умеренной ударной вязкости.
Отливки VAUTID M20-3 поставляются в виде готовых деталей по чертежам заказчика либо в форме заготовок с припуском на механическую обработку. Технология литья включает контролируемое охлаждение для формирования направленной карбидной сетки, что повышает сопротивление микрорезанию и усталостному выкрашиванию при контакте с рудой, песком и шлаками.
Химический состав и структура
Базовый состав сплава VAUTID M20-3:
- углерод — 2,8–3,2%
- хром — 20–24%
- молибден — 2,5–3,5%
- марганец — 0,5–1,0%
- кремний — 0,3–0,8%
Микроструктура — аустенитно-мартенситная матрица с первичными и эвтектическими карбидами MC. Молибден стабилизирует карбидную фазу и повышает прокаливаемость, что особенно важно для крупногабаритных отливок толщиной до 200 мм. Твёрдость по Бринеллю — 600–700 HB.
Эксплуатационные характеристики
Отливки VAUTID M20-3 демонстрируют высокую стойкость к абразивному изнашиванию при умеренных ударных нагрузках. Материал эффективен при транспортировке и переработке материалов с абразивностью до 0,8 мг/кг, включая железную руду, медный концентрат, кварцевый песок и клинкер. Рабочая температура ограничена диапазоном –40…+450 C; при нагреве свыше 500 C наблюдается снижение твёрдости вследствие отпуска мартенсита.
Сравнение с другими износостойкими материалами:
| Параметр | VAUTID M20-3 | Сталь Hardox 450 | Чугун ИЧХ28Н2 |
|---|---|---|---|
| Твёрдость, HRC | 58–63 | 43–47 | 50–56 |
| Относительная износостойкость* | 1,0 | 0,4 | 0,7 |
| Ударная вязкость KCU, Дж/см | 3–5 | 25–35 | 2–4 |
| Макс. рабочая температура, C | 450 | 250 | 550 |
*Относительная стойкость к абразивному износу по методу ASTM G65 при одинаковых условиях испытаний.
Применение в промышленности
Металлические отливки VAUTID M20-3 применяются в узлах, где сочетание абразивного износа и умеренных ударных нагрузок исключает использование конструкционных сталей или наплавок:
- футеровочные плиты течек, бункеров и перегрузочных узлов дробильно-сортировочных фабрик
- била и ударные элементы роторных дробилок для горной массы
- направляющие лопатки и сегменты центробежных пескомётов в литейных цехах
- рабочие колёса и улиты шламовых насосов для гидротранспорта хвостов обогащения
- защитные накладки ковшей экскаваторов и драглайнов при вскрышных работах
- элементы мельниц самоизмельчения — лифтёры и торцевые футеровки
Особенности заказа и изготовления
Отливки VAUTID M20-3 изготавливаются по литейным формам из холоднотвердеющих смесей с точностью размеров до 12-го квалитета. Детали сложной конфигурации поставляются с припуском 3–5 мм на сторону для последующей обработки алмазным инструментом. Стандартный сортамент включает плиты толщиной 20–150 мм, массой от 5 до 1500 кг. Для крепления к несущим конструкциям предусмотрены отверстия под болты либо закладные элементы из низкоуглеродистой стали, привариваемые в процессе литья.
При проектировании футеровок из VAUTID M20-3 необходимо учитывать повышенную хрупкость материала при ударных нагрузках свыше 5 Дж/см. В зонах с интенсивным ударным воздействием рекомендуется комбинировать отливки с резиновыми или полиуретановыми демпфирующими подложками. Механическая обработка выполняется только шлифованием или электроэрозионным методом; режущий инструмент из быстрорежущей стали непригоден.
Вопросы и ответы
Чем VAUTID M20-3 отличается от обычного высокохромистого чугуна ИЧХ28?
VAUTID M20-3 содержит молибден (2,5–3,5%), который повышает прокаливаемость и стабильность карбидной фазы. Это обеспечивает более равномерную твёрдость по сечению отливок толщиной до 200 мм и повышенную стойкость к усталостному выкрашиванию при циклических нагрузках.
Какие методы сварки применимы для монтажа отливок VAUTID M20-3?
Сварка самого сплава не рекомендуется из-за склонности к трещинообразованию. Крепление выполняется через закладные стальные элементы, привариваемые к несущей конструкции электродами с основным покрытием типа Э42А или проволокой ER70S-6. Допускается также болтовое соединение с потайными головками.
Какой ресурс работы футеровки из VAUTID M20-3 в сравнении со сталью 110Г13Л?
В условиях чистого абразивного скольжения без ударных нагрузок ресурс VAUTID M20-3 в 3–5 раз выше, чем у стали 110Г13Л. Однако при ударах с энергией более 5 Дж/см аустенитная сталь 110Г13Л превосходит M20-3 за счёт наклёпа поверхности.
Возможна ли механическая обработка отливок VAUTID M20-3?
Да, но только абразивным инструментом — шлифовальными кругами на алмазной или кубическом нитриде бора связке. Токарная и фрезерная обработка твёрдосплавным инструментом экономически нецелесообразна из-за высокой твёрдости материала.
