В современном мире промышленности, будь то тяжелая промышленность, металлургия, машиностроение и т.п. чугун по-прежнему занимает основное место в числе конструкционных материалов. Объясняется это тем, что у чугуна хорошие литейные свойства, малая чувствительность к концентраторам напряжений и его высокая износоустойчивость. Так же, немаловажным фактором является то, что чугун способен гасить вибрации.

Наряду с вышеизложенными плюсами, чугун не лишён недостатков:

• Очень низкая пластичность( практически полное ее отсутствие);
• Низкая прочность
• Плохая свариваемость

Чугун – это железоуглеродистые сплавы, с содержанием углерода свыше 2.14%.

По диаграмме железо-углерод чугуны делятся на эвтектические, доэвтектические и заэвтектические. В зависимости от состава, условий кристаллизации и скорости охлаждения углерод в чугуне может находиться в химически связанном состоянии в виде цементита или в структурно-свободном состоянии в виде графита. Наличие цементита в сплаве придаёт излому светлый цвет. Поэтому чугун, в котором углерод находится в виде цементита, называется белым. Графит придаёт излому серый цвет, и такие чугуны называются серыми.

Графитизаторами в чугунах являются углерод, кремний, алюминий, медь, никель и др. Все эти элементы образуют с железом твёрдые растворы, увеличивающие в его решетке число вакансий и смещений. Самыми сильными графитизаторами является углерод и кремний. Кремний изменяет степень эвтектического сплава, под которой понимают отношение общего содержания углерода в чугуне, к содержанию его в эвтектике. Варьируя соотношение этих двух элементов можно добиться требуемой структуры в чугунной отливке.

Процесс графитизации зависит от скорости охлаждения отливки. Чем меньше скорость, тем полнее осуществляется процесс графитизации.

По структуре чугуны разделяют:

• Белые чугуны, в которых весь углерод находиться в процессе цементита(быстрое охлаждение отливки);
• Серые чугуны, в которых углерод содержится в виде пластинчатого графита;
• Высокопрочный чугун, с шаровидным графитом;
• Ковкий чугун, в котором графит содержиться в виде хлопьевидной формы;

Все перечисленные чугуны обладают плохой свариваемостью, и как правило сварка чугуна применяется для ремонта изделий и устранения дефектов литья.

И.И. Моцаренко,

менеджер по продажам,

технический специалист ООО «ЭЛМА»

Цементная промышленность – это значительный сегмент в отрасли производства строительных материалов, имеющий важное место в развитии экономики страны, особенно на фоне наблюдающегося строительного «бума». Производство цемента включает в себя различные технологические процессы, от добычи сырья до упаковки готовой продукции, и на каждом этапе этой цепочки возникают проблемы износа оборудования, которые сказываются как на себестоимости конечного продукта, так и на объёмах производства.

Износ в цементной промышленности проявляется как комбинированное воздействие таких факторов, как абразия, эрозия, коррозия, трение, давление, температурное воздействие, вследствие чего меняется форма, размеры и состояние частей оборудования. Решить задачи износа можно разными способами - от замены узлов до изменения технологических параметров на участке. Но, в большинстве случаев, наиболее технологичным и экономически обоснованным способом является восстановление оборудования и профилактическая наплавка материалами, устойчивыми к проявляющимся факторам износа.

В отдельных случаях экономически оправданным может быть полное изготовление новых узлов из износостойких плит. Износостойкие плиты, в свою очередь, представляют биметалл, в котором на основу наносится защитное покрытие методом наплавки. Так, на одном из цементных заводов Евроцемента, после замены двигателя на сепараторе на более мощный, возросла скорость подачи сырья, однако, вследствие резко увеличившегося износа и участившихся простоев на ремонты, ожидаемого роста производительности достигнуто не было. После изготовления корпуса сепаратора из износостойких плит простои сократились до уровня прежде принятых профилактических норм, а стоимость ремонтных работ снизилась в несколько раз по сравнению с прежними.

Износостойкие листы, из которых был изготовлен корпус сепаратора, представляют собой биметаллические плиты, основой которых является низкоуглеродистая сталь с нанесенным защитным покрытием, которое может быть выполнено:

- роботизированной наплавкой порошковой самозащитной проволокой;

- порошковым напылением с последующим проплавлением.

При роботизированной наплавке осуществляется контроль скорости охлаждения, позволяющий получить заданную кристаллическую структуру и форму кристаллов. Именно контроль скорости охлаждения позволяет добиться роста кристаллов, в хромо-никелевой матрице, перпендикулярно основе и направлению вектора износа.

Вследствие сильной анизотропии кристаллической решетки, вершины кристаллов карбидов максимально устойчивы к абразивному износу. Неравномерное распределение карбидов при неконтролируемой температуре нагрева-охлаждения, вдобавок ко всему, ведет к неравномерному распределению кристаллов карбидов, хаотично ориентированных в матрице, имеющих непостоянные размеры. Это, в свою очередь, приводит к их быстрому выкрашиванию из матрицы, снижая устойчивость к абразивному износу. Специальная волнообразная форма наплавки, как показала практика, даёт дополнительную устойчивость примерно на 35%.

Существуют задачи, которые решить при помощи готовых специально наплавленных листов не возможно, из-за геометрически сложных форм, небольших участков, подвергающихся износу и т.д. Для этих случаев российскими и зарубежными производителями выпускаются проволоки для наплавки, электроды для наплавки и шнуровые припои, устойчивые к различным видам износа.

Данные технологии позволяют производить наплавку на многие узлы цементного производства: зубья валковой дробилки, молотки, пластины, зубья шестеренок и конструктивные элементы питателей. Прежние разработки, не учитывавшие таких факторов, как потери металла на шлакообразования, перемешивание в сварочной ванне основного и наплавленного материала, высокого тепловложения, приводящего к охрупчиванию материала основы, теряют сегодня свою актуальность. Развитие нанотехнологий на основе взаимодействия разных научных отраслей (металловедения, кристаллографии, физической и коллоидной химии и пр.) предлагают новые решения, которые при их умелом внедрении, позволяют значительно сократить простои оборудования на время ремонтов, сократить затраты на закупку новых узлов, продлив срок службы старых, в кооперации с новыми системами АСУТП произвести модернизацию устаревшего производства до современных стандартов, решая еще одну проблему износа оборудования, но уже не физического, а морального.

И сварочные технологии сегодняшнего дня – это не только путь к снижению издержек производства, а еще и один из ключей в модернизации не только цементной промышленности, но и многих отраслей промышленности России.

Библиографические ссылки

1. Родин К.М. Практическая кристаллография. МИСИС,2005.-488с.
2. Балакаев А.А. Плиты CDP – надежный метод увеличения межсервисного периода работы оборудования составных цехов. Castolin Eutectic, 2013.
3. Литвинов А.А. Применение технологий Castolin в цементной промышленности, Мир Цемента