SLITSTÅNDIG GJUTJÄRN  

SLITSTÅNDIG GJUTJÄRN är ett speciallegerat gjutjärn med hög hårdhet och utmärkta antifriktionsegenskaper, allmänt använt för tillverkning av mekaniska delar såsom verktygsmaskiner, valsar, kulkvarnsfoderplattor och andra tekniska komponenter. Grunden för produktionsprocessen är regleringen av den kemiska sammansättningen, kontroll av kylhastigheten och speciella värmebehandlingsregimer för att erhålla den erforderliga mikrostrukturen. Nedan följer en systematisk beskrivning av tillverkningen av slitstarka gjutjärn.

Beroende på driftsförhållandena är slitstarka gjutjärn indelade i två huvudkategorier, som var och en har sina egna produktionsprioriteringar:

Antifriktionsgjutjärn (fungerar under smörjningsförhållanden)

Tillämpningsområde: maskinstyrningar, kolvringar, cylinderfoder m.m.

Tillverkningsprincip: en relativt mjuk bas krävs för att hålla kvar smörjmedlet, samtidigt som den innehåller hårda faser för att absorbera friktionen. Vanligtvis används perlitiskt grått gjutjärn eller högfosforhaltigt gjutjärn som bas.

Viktiga tekniska operationer: öka fosforhalten (0,4%–0,6%) för att bilda en höghård fosfid-eutektikum, samt legering med krom, molybden, koppar och andra element för att stärka basen, öka styrkan och motståndskraften mot fastsättning.

Slitstarkt gjutjärn (fungerar under förhållanden med torr friktion eller nötande slitage)

Tillämpningsområde: foderplattor av kulkvarnar, plogbillar, valsar, krosshammare, etc.

Tillverkningsprincip: hög och jämn hårdhet över hela volymen krävs; slitstyrka tillhandahålls främst av karbider i vitt gjutjärn.

Viktiga tekniska operationer: Baserat på vitt gjutjärn med tillsats av legeringsämnen (krom, molybden, nickel, vanadin), erhålls legerat vitt gjutjärn, eller så används en ”blekningsprocess” för att få ett ytskikt av vitt gjutjärn samtidigt som grått gjutjärn kvarhålls i kärnan.

KONTROLL AV KEMISK SAMMANSÄTTNING

Förhållandet mellan legeringselement är en avgörande faktor för egenskaperna hos slitstarkt gjutjärn:

Kol (C) och kisel (Si): kol är grunden för bildandet av karbider, ökar slitstyrkan, men minskar viskositeten; kisel främjar grafitisering. Slitstarka gjutjärn använder vanligtvis lågkolhaltiga och lågkiselhaltiga kompositioner för att främja bildandet av en blekt struktur.

Krom (Cr): ett av de viktigaste legeringselementen. Krom bildar mycket hårda karbider av typen (Cr,Fe)₇C3, vilket avsevärt ökar slitstyrkan och härdbarheten. I gjutjärn med hög kromhalt kan kromhalten nå 26–32 %.

Molybden (Mo), Nickel (Ni), Koppar (Cu): Dessa element används främst för att öka basens härdbarhet, vilket främjar bildningen av en martensitisk eller bainitstruktur, vilket förbättrar segheten samtidigt som hårdheten bibehålls.

Mangan (Mn): stabiliserar austenit; i medelmangan höghållfasta gjutjärn ökar dess innehåll (5%–9,5%), vilket bidrar till bildandet av strukturen av martensit och kvarhållen austenit.

Föroreningskontroll: Innehållet av svavel (S) och fosfor (P) måste kontrolleras strikt (vanligtvis ≤ 0,1%) för att förhindra hetsprickbildning och minska segheten.