In che modo la resistenza all'usura dei rulli in ghisa viene migliorata regolando la composizione chimica?

La resistenza all'usura dei rulli in ghisa può essere migliorata attraverso diversi metodi, principalmente modificandone la composizione chimica:

Aggiunta di elementi chiave di lega
Silicio (Si): il silicio è fondamentale per migliorare la resistenza all'usura promuovendo la formazione di grafite e affinando la struttura dei grani nella ghisa. Ciò migliora significativamente la durezza del materiale e la resistenza all'usura, tipicamente entro un intervallo adatto (ad esempio, 2,2% -2,8% Si).
Manganese (Mn): il manganese svolge anche un ruolo fondamentale nel migliorare la resistenza all'usura formando solfuri di manganese che riducono gli effetti dannosi dello zolfo, affinano la struttura dei grani e migliorano la resistenza e la tenacità del materiale. Il contenuto ottimale di manganese (ad esempio 0,6%-1,2%) aiuta a migliorare la resistenza all'usura dei rulli in ghisa.
Cromo (Cr): nelle ghise ad alto contenuto di cromo, il cromo forma carburi duri (ad esempio M7C3) con il carbonio, migliorando significativamente la resistenza all'usura. L'aumento del contenuto di cromo porta a rulli in ghisa al cromo altamente resistenti all'usura.
Altri elementi: l'aggiunta di elementi come molibdeno (Mo), cobalto (Co), ecc., migliora ulteriormente la resistenza all'usura affinando la struttura del grano e migliorando la durezza e la resistenza del materiale.

Controllo del contenuto di carbonio
Anche il contenuto di carbonio influisce in modo cruciale sulla resistenza all’usura. Mentre un contenuto di carbonio più elevato aumenta la durezza, un eccesso di carbonio porta ad un'eccessiva formazione di carburo, che può ridurre la resistenza all'usura. Pertanto, il contenuto di carbonio necessita di un attento controllo (ad esempio, inferiore al 3,0%) per garantire una resistenza all'usura ottimale rulli in ghisa .

Adeguamento dei processi di trattamento termico
I processi di trattamento termico come ricottura, tempra, ecc. alterano la microstruttura dei rulli in ghisa, migliorandone così la durezza e la resistenza all'usura. Ad esempio, la tempra forma uno strato ad alta durezza sulla superficie, che resiste efficacemente all'usura.

Utilizzo di inoculanti compositi
Le moderne tecniche impiegano inoculanti compositi per migliorare la resistenza all'usura dei rulli in ghisa. Questi inoculanti incorporano fasi dure come carburi di cromo e carburi di silicio, uniformemente dispersi nel ferro fuso attraverso il filo centrale e processi di inoculazione, migliorando significativamente la resistenza all'usura aumentando il numero di noduli di grafite e la loro sfericità.

Pertanto, la resistenza all'usura dei rulli in ghisa viene migliorata attraverso la regolazione della composizione chimica (aggiunta di silicio, manganese, cromo, ecc., controllo del contenuto di carbonio), ottimizzazione dei processi di trattamento termico e utilizzo di inoculanti compositi. La selezione dei materiali e dei processi appropriati dovrebbe basarsi su condizioni e requisiti operativi specifici per ottenere una resistenza all'usura superiore nelle applicazioni pratiche.