Wie wird die Verschleißfestigkeit von Gusswalzen durch die Anpassung der chemischen Zusammensetzung verbessert?

Die Verschleißfestigkeit von Gusseisenwalzen kann durch verschiedene Methoden verbessert werden, vor allem durch die Anpassung ihrer chemischen Zusammensetzung:

Hinzufügen wichtiger Legierungselemente
Silizium (Si): Silizium ist entscheidend für die Verbesserung der Verschleißfestigkeit, indem es die Graphitbildung fördert und die Kornstruktur in Gusseisen verfeinert. Dadurch werden die Materialhärte und die Verschleißfestigkeit erheblich verbessert, typischerweise in einem geeigneten Bereich (z. B. 2,2 %–2,8 % Si).
Mangan (Mn): Mangan spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Verschleißfestigkeit, indem es Mangansulfide bildet, die die schädlichen Auswirkungen von Schwefel reduzieren, die Kornstruktur verfeinern und die Festigkeit und Zähigkeit des Materials verbessern. Ein optimaler Mangangehalt (z. B. 0,6–1,2 %) trägt zur Verbesserung der Verschleißfestigkeit von Gusseisenwalzen bei.
Chrom (Cr): In Gusseisen mit hohem Chromgehalt bildet Chrom mit Kohlenstoff harte Karbide (z. B. M7C3), was die Verschleißfestigkeit erheblich erhöht. Steigender Chromgehalt führt zu hochverschleißfesten Chromgusswalzen.
Andere Elemente: Der Zusatz von Elementen wie Molybdän (Mo), Kobalt (Co) usw. erhöht die Verschleißfestigkeit weiter, indem die Kornstruktur verfeinert und die Härte und Festigkeit des Materials verbessert wird.

Kontrolle des Kohlenstoffgehalts
Auch der Kohlenstoffgehalt hat einen entscheidenden Einfluss auf die Verschleißfestigkeit. Während ein höherer Kohlenstoffgehalt die Härte erhöht, führt ein übermäßiger Kohlenstoffgehalt zu einer übermäßigen Karbidbildung, die die Verschleißfestigkeit verringern kann. Daher muss der Kohlenstoffgehalt sorgfältig kontrolliert werden (z. B. unter 3,0 %), um eine optimale Verschleißfestigkeit zu gewährleisten Rollen aus Gusseisen .

Anpassen von Wärmebehandlungsprozessen
Wärmebehandlungsprozesse wie Glühen, Abschrecken usw. verändern die Mikrostruktur von Gusseisenwalzen und erhöhen dadurch die Härte und Verschleißfestigkeit. Beispielsweise bildet sich durch das Abschrecken eine hochharte Schicht auf der Oberfläche, die dem Verschleiß wirksam widersteht.

Verwendung zusammengesetzter Impfstoffe
Moderne Techniken verwenden Verbundimpfstoffe, um die Verschleißfestigkeit von Gusseisenwalzen zu verbessern. Diese Impfmittel enthalten harte Phasen wie Chromkarbide und Siliziumkarbide, die durch Kerndraht- und Impfprozesse gleichmäßig in der Eisenschmelze verteilt werden, wodurch die Verschleißfestigkeit durch die Erhöhung der Anzahl der Graphitknötchen und deren Sphärisierung erheblich verbessert wird.

So wird die Verschleißfestigkeit von Gusseisenwalzen durch die Anpassung der chemischen Zusammensetzung (Zugabe von Silizium, Mangan, Chrom usw., Kontrolle des Kohlenstoffgehalts), die Optimierung von Wärmebehandlungsprozessen und die Verwendung von Verbundimpfmitteln verbessert. Die Auswahl geeigneter Materialien und Verfahren sollte auf spezifischen Betriebsbedingungen und Anforderungen basieren, um in praktischen Anwendungen eine überlegene Verschleißfestigkeit zu erreichen.