Chế tạo thành công thép hợp kim chất lượng cao

Bánh sao trong máy xây dựng làm việc trong các điều kiện rất khắc nhiệt, chịu tải nặng

Thông thường bánh sao làm việc trong các điều kiện rất khắc nhiệt, chịu tải nặng, thường bị bùn, cát, đất bám vào và đặc biệt làm việc trong điều kiện ma sát khô nên rất nhanh mài mòn và thông thường bị mòn răng và nứt răng, đo đó các vật liệu dùng làm bánh sao đòi hỏi có độ bền, độ cứng và khả năng chịu mài mòn cao. Một số nước phát triển, bánh sao được chế tạo từ các loại thép hợp kim Mn, thép Cr bằng phương pháp đúc hoặc rèn, sau đó gia công cơ khí và nhiệt luyện, và vành răng bánh sao của các máy xúc lớn thường chế tạo rời rồi lắp vào vành bằng bu lông.

Để góp phần giải quyết các vấn đề đó, nhóm nghiên cứu được Bộ Công Thương chấp nhận cho phép tiến hành thực hiện nghiên cứu Đề tài “Nghiên cứu công nghệ chế tạo thép hợp kim đúc mác SCMnCrM3 để làm bánh sao trong máy xây dựng” với mục tiêu xác lập quy trình công nghệ, sử dụng nguyên vật liệu và thiết bị trong nước chế tạo thép hợp kim mác SCMnCrM3 để làm bánh sao trong xây dựng.

Dựa trên các tiêu chuẩn nước ngoài, nhóm nghiên cứu đã chọn lựa mác thép SCMnCrM3 phù hợp để chế tạo bánh sao trong máy xây dựng. Qua thời gian nghiên cứu triển khai, đề tài đã hoàn thành các nội dung nghiên cứu và đạt được một số kết quả khả quan. Cụ thể như việc lựa chọn thép hợp kim mác SCMnCrM3 có cơ tính tổng hợp cao để chế tạo bánh sao trong máy xây dựng là phù hợp.

Nhóm nghiên cứu đã xác định được công nghệ sản xuất thép SCMnCrM3 từ nguyên vật liệu và thiết bị trong nước bao gồm: Sử dụng thiết bị nấu luyện là lò cảm ứng trung tần 750kg/mẻ; sử dụng phối liệu đầu vào là thép phế CT3, gang phế, bột điện cực graphit, FeCr, FeMo, FeMn, FeSi để tiến hành nấu luyện. Trên cơ sở đó, nhóm đã nấu thành công 3 mẻ nấu luyện có thành phần đạt theo tiêu chuẩn JIS G5111 (1991) của Nhật Bản; đồng thời chọn được công nghệ làm khuôn bằng cát nước thủy tinh đông cứng bằng CO2 để đúc phôi.

Với chi tiết bánh sao máy xúc Hitachi EX70 có kích thước nhỏ nên nhóm đã tiến hành đúc liền vành răng sau đó gia công cơ khí theo kích thước bản vẽ; đồng thời tiến hành tôi tần số để bề mặt răng của chi tiết có độ cứng, độ bền cao trong khi thân vẫn có độ cứng vừa phải bảo đảm tính dẻo dai tốt.

Kết quả, các tính chất của thép SCMnCrM3 gồm thành phần hóa học, cơ tính, tổ chức tế vi với chất lượng của thép do đề tài chế tạo đều trong các giới hạn của tiêu chuẩn JIS G5111. Nhóm đã chế tạo được hai bộ bánh sao máy xúc Hitachi EX70. Kết quả sử dụng cho thấy, các sản phẩm đều khẳng định chất lượng và tiềm năng ứng dụng của thép SCMnCrM3 do nhóm nghiên cứu tạo ra.