คุณจะเลือกการหล่อโลหะผสมโครเมียมที่ทนทานต่อการสึกหรอให้เหมาะกับการใช้งานของคุณได้อย่างไร

วิธีที่ปริมาณโครเมียมกำหนดว่ากลไกการสึกหรอใดที่การหล่อต้านทานได้ดีที่สุด

การหล่อโลหะผสมโครเมียมที่ทนต่อการสึกหรอ โดยทั่วไปจะจำแนกตามปริมาณโครเมียมเป็นเกรดโครเมียมต่ำ (10-15%), โครเมียมปานกลาง (15-20%) และโครเมียมสูง (20-30%) และการจำแนกประเภทนี้ไม่ได้กำหนดขึ้นเอง โดยจะกำหนดโดยตรงว่าการสึกหรอแบบใดที่การหล่อจะต้านทานได้อย่างมีประสิทธิผลมากที่สุด การหล่อเหล็กสีขาวโครเมียมสูงก่อให้เกิดโครงข่ายโครเมียมคาร์ไบด์ที่หนาแน่นภายในเมทริกซ์โลหะ และคาร์ไบด์เหล่านี้มีความแข็งมากกว่าอนุภาคที่มีฤทธิ์กัดกร่อนที่มักพบในกระบวนการผลิตแร่ เช่น ทรายซิลิกาหรือแร่บดอย่างมาก ทำให้การหล่อแบบโครเมียมสูงเหมาะอย่างยิ่งกับการสึกหรอจากการเสียดสีจากการเลื่อนสัมผัสกับอนุภาคแข็ง เช่น ในเครื่องสูบน้ำลื่นหรือแท่งตัวยกโรงสีลูกกลม

ในทางตรงกันข้าม เกรดโครเมียมที่ต่ำกว่ามีแนวโน้มที่จะทำงานได้ดีกว่าภายใต้สภาวะการสึกหรอที่มีแรงกระแทก เนื่องจากปริมาณคาร์ไบด์ที่ลดลงจะทำให้เมทริกซ์มีความเหนียวและเหนียวมากขึ้น ซึ่งสามารถดูดซับพลังงานกระแทกได้โดยไม่แตกร้าว การหล่อที่เลือกตามระดับความแข็งล้วนๆ โดยไม่คำนึงว่าโหมดการสึกหรอจริงในการให้บริการมีการเสียดสีหรือมีอิทธิพลเหนือแรงกระแทก มักจะมีประสิทธิภาพต่ำกว่า เนื่องจากการหล่อด้วยโครเมียมสูงที่ปรับให้ทนทานต่อการขีดข่วนอาจมีแนวโน้มที่จะแตกร้าวภายใต้การรับแรงกระแทกซ้ำๆ มากกว่าเกรดโครเมียมต่ำกว่าที่มีเมทริกซ์แข็งแกร่งกว่า

การจับคู่เกรดโครเมียมกับขนาดอนุภาคและพลังงานกระแทก

การใช้งานที่เกี่ยวข้องกับแรงกระแทกขนาดใหญ่และพลังงานสูง เช่น ค้อนบดในการแปรรูปหินหยาบ โดยทั่วไปจะได้รับประโยชน์จากปริมาณโครเมียมที่ต่ำกว่าและมีความเหนียวสูงกว่า ในขณะที่การใช้งานที่เกี่ยวข้องกับสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อนละเอียดโดยมีผลกระทบน้อยที่สุด เช่น ปลอกปั๊มที่จัดการกับหางแร่ จะได้รับประโยชน์จากปริมาณโครเมียมที่สูงขึ้นซึ่งปรับให้เหมาะสมเพื่อความทนทานต่อการเสียดสีเท่านั้น การตรวจสอบการกระจายขนาดอนุภาคจริงและพลังงานกระแทกในการใช้งานเฉพาะ แทนที่จะใช้เกรดโครเมียมสูงสุดที่มีอยู่ จะช่วยจับคู่องค์ประกอบการหล่อให้สอดคล้องกับกลไกการสึกหรอที่โดดเด่นซึ่งจะต้องเผชิญจริง

วิธีปฏิบัติในการอบชุบด้วยความร้อนที่กำหนดความแข็งและความเหนียวขั้นสุดท้าย

การหล่อโลหะผสมโครเมียมแบบหล่อไม่สามารถทนต่อการสึกหรอได้เต็มที่หากไม่มีการบำบัดความร้อนที่เหมาะสม เนื่องจากโครงสร้างจุลภาคแบบหล่อมักประกอบด้วยออสเทนไนต์ที่คงอยู่ ซึ่งจะช่วยลดความแข็งให้ต่ำกว่าที่องค์ประกอบของโลหะผสมสามารถทำได้ กระบวนการบำบัดความร้อนที่ไม่เสถียรจะคงการหล่อไว้ที่อุณหภูมิสูง โดยทั่วไปจะอยู่ในช่วง 950-1,050°C ขึ้นอยู่กับโลหะผสมจำเพาะ ซึ่งจะตกตะกอนคาร์ไบด์ทุติยภูมิจากเมทริกซ์และแปลงออสเทนไนต์ที่คงเหลือจำนวนมากให้เป็นมาร์เทนไซต์เมื่อได้รับการควบคุมความเย็น การเปลี่ยนแปลงนี้ทำให้การหล่อแบบโครเมียมสูงมีความแข็งสูงโดยมีลักษณะเฉพาะ โดยมักจะอยู่ในช่วง 58-64 HRC หลังจากผ่านการบำบัดอย่างเหมาะสม เมื่อเทียบกับความแข็งแบบหล่อที่อาจลดลงอย่างมาก

การควบคุมอัตราการทำความเย็นในระหว่างกระบวนการนี้มีความสำคัญพอๆ กับอุณหภูมิสูงสุดนั่นเอง การระบายความร้อนช้าเกินไปทำให้ออสเทนไนต์เปลี่ยนกลับเป็นเพิร์ลไลต์ที่นิ่มกว่ามาร์เทนไซต์ ในขณะที่การทำความเย็นเร็วเกินไปอาจทำให้เกิดการแตกร้าวจากความเครียดจากความร้อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการหล่อที่มีความหนาของผนังแปรผัน ซึ่งส่วนที่บางจะเย็นตัวเร็วกว่าส่วนที่หนามาก ซัพพลายเออร์ที่มีกระบวนการอบชุบด้วยความร้อนเต็มที่มักจะใช้โปรไฟล์การทำความเย็นเฉพาะส่วนหรือการดับด้วยอากาศที่ปรับให้เข้ากับรูปทรงของการหล่อ แทนที่จะใช้อัตราการทำความเย็นคงที่เดียวที่ใช้อย่างสม่ำเสมอโดยไม่คำนึงถึงความหนาของชิ้นส่วน

การเปรียบเทียบเกรดโลหะผสมโครเมียมทั่วไปสำหรับการใช้งานสึกหรอ

การเลือกเกรดโครเมียมอัลลอยมาตรฐานต้องใช้ความแข็ง ความเหนียว และต้นทุนในการชั่งน้ำหนักโดยพิจารณาจากสภาวะการสึกหรอเฉพาะของการใช้งาน การเปรียบเทียบด้านล่างจะสรุปว่าคะแนนทั่วไปแตกต่างกันอย่างไรในการปฏิบัติงานจริง

โมลิบดีนัมและนิกเกิลมักถูกเติมลงในเกรดโครเมียมสูงในปริมาณเปอร์เซ็นต์เล็กน้อย เพื่อปรับปรุงความสามารถในการชุบแข็งในการหล่อส่วนที่หนาขึ้น เนื่องจากองค์ประกอบโลหะผสมเหล่านี้ช่วยให้มั่นใจได้ว่าทั้งส่วนจะเปลี่ยนเป็นมาร์เทนไซต์ในระหว่างการอบชุบด้วยความร้อน แทนที่จะมีเพียงชั้นนอกเท่านั้น ข้อพิจารณาที่มีความสำคัญเมื่อความหนาของผนังการหล่อเกินประมาณ 50 มม.

ข้อบกพร่องในการหล่อทั่วไปโดยเฉพาะกับการผลิตโลหะผสมโครเมียม

การหล่อโลหะผสมโครเมียมมีความเสี่ยงต่อข้อบกพร่องซึ่งเด่นชัดกว่าเหล็กกล้าคาร์บอนมาตรฐานหรือการหล่อเหล็กสีเทา สาเหตุหลักมาจากปริมาณคาร์ไบด์ที่สูงและความไวของโลหะผสมต่ออัตราการเย็นตัว การแยกตัวของคาร์ไบด์ โดยที่คาร์ไบด์กระจุกไม่เท่ากันแทนที่จะกระจายอย่างสม่ำเสมอผ่านเมทริกซ์ ทำให้เกิดโซนความเหนียวที่ลดลงเฉพาะจุด ซึ่งสามารถทำให้เกิดการแตกร้าวภายใต้แรงกระแทก แม้ว่าการอ่านค่าความแข็งเฉลี่ยของชิ้นส่วนจะตรงตามข้อกำหนดก็ตาม ข้อบกพร่องนี้ไม่สามารถมองเห็นได้จากภายนอกเสมอไป และมักต้องมีการตรวจสอบทางโลหะวิทยาภาคตัดขวางเพื่อตรวจจับ

• การฉีกขาดด้วยความร้อนระหว่างการแข็งตัวมีแนวโน้มสูงในโลหะผสมโครเมียมสูง เนื่องจากมีช่วงอุณหภูมิการแข็งตัวที่กว้างกว่า และต้องมีการออกแบบเกตติ้งและไรเซอร์อย่างระมัดระวังเพื่อจัดการกับความเครียดจากการหดตัวในขณะที่การหล่อเย็นลง
• การแตกร้าวจากกรรมวิธีทางความร้อนสามารถเกิดขึ้นได้หากไม่ได้ปรับวงจรการทำให้คงตัวและดับลงสำหรับรูปทรงเฉพาะของการหล่อ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่มุมภายในที่แหลมคม ซึ่งความเครียดจากความร้อนเข้มข้นในระหว่างการทำความเย็นอย่างรวดเร็ว
• ความพรุนของการหดตัวในส่วนหนาเป็นเรื่องปกติหากการวางไรเซอร์ไม่ได้คำนึงถึงรูปแบบการแข็งตัวของโลหะผสม เนื่องจากโลหะผสมโครเมียมจะแข็งตัวด้วยรูปแบบที่แตกต่างจากเหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา และต้องใช้ขนาดไรเซอร์และตำแหน่งตามลำดับ

วิธีการตรวจสอบคุณภาพที่ผู้ซื้อควรขอ

เนื่องจากการสึกหรอของโลหะผสมโครเมียมมักจะเข้าไปในส่วนประกอบที่มีราคาแพงหรือรบกวนการเปลี่ยนเมื่อติดตั้งแล้ว การตรวจสอบคุณภาพก่อนการจัดส่งมากกว่าหลังจากความล้มเหลวในการบริการจึงเป็นการลงทุนที่คุ้มค่าสำหรับผู้ซื้อในการจัดหาในปริมาณมาก การทดสอบความแข็งที่หลายจุดทั่วการหล่อ แทนที่จะอ่านค่าเดียวในตำแหน่งที่สะดวกแห่งเดียว จะตรวจสอบความสม่ำเสมอของความแข็งที่บ่งชี้ว่าการแทรกซึมของการบำบัดความร้อนที่เหมาะสมผ่านความหนาทั้งส่วน ไม่ใช่แค่ที่พื้นผิวเท่านั้น

การตรวจสอบทางโลหะวิทยาของการหล่อตัวอย่างจากชุดการผลิตแต่ละชุดเผยให้เห็นสัณฐานวิทยาและการกระจายตัวของคาร์ไบด์จริง ซึ่งยืนยันว่าโครงสร้างจุลภาคตรงกับสิ่งที่อัลลอยด์และการบำบัดความร้อนที่ระบุควรผลิตขึ้น แทนที่จะอาศัยใบรับรององค์ประกอบทางเคมีและหมายเลขความแข็งเพียงอย่างเดียว สำหรับการใช้งานที่สำคัญ การขอข้อมูลการทดสอบแรงกระแทกควบคู่ไปกับข้อมูลความแข็งจะช่วยให้เห็นภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นว่าการหล่อจะทำงานอย่างไร เนื่องจากการหล่อสองตัวที่มีการอ่านค่าความแข็งเท่ากันอาจมีค่าความเหนียวที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ ขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของคาร์ไบด์และคุณภาพการอบชุบด้วยความร้อน

การตรวจสอบมิติสำหรับชิ้นส่วนสึกหรอที่มีความคลาดเคลื่อนในการจับคู่

การหล่อแบบสวมที่ติดตั้งกับอุปกรณ์อื่นๆ เช่น แผ่นไลเนอร์ที่ยึดเข้ากับเปลือกโรงบดหรือตัวเรือนเครื่องบด จำเป็นต้องมีการตรวจสอบมิติของคุณสมบัติการติดตั้งและพื้นผิวการผสมพันธุ์ นอกเหนือจากการตรวจสอบคุณสมบัติของวัสดุ การหล่อที่มีความแข็งและองค์ประกอบที่ถูกต้องแต่รูปแบบรูยึดที่ไม่ยอมรับได้ยังคงอาจทำให้เกิดความล่าช้าในการติดตั้งหรือต้องมีการปรับเปลี่ยนภาคสนาม ซึ่งเป็นต้นทุนที่การตรวจสอบขนาดก่อนการจัดส่งมีจุดประสงค์เพื่อป้องกัน