1. Matériau composite secondaire pour pneus à rouleaux en fonte à haute teneur en chrome
Le manchon de rouleau composite en fonte à haute teneur en chrome et céramique est fabriqué à partir de fonte à haute teneur en chrome comme matériau de base. Un procédé spécial consiste à mouler un composite de fonte à haute teneur en chrome et de particules céramiques alvéolaires, puis à incorporer des particules céramiques ZTA. Enfin, un procédé de moulage en sable permet d'obtenir un composite secondaire entre la fonte à haute teneur en chrome, la céramique et la fonte ductile. La composition chimique de la fonte à haute teneur en chrome est présentée dans le tableau 1 ci-dessous.
Tableau 1 : Composition chimique du rouleau composite en fonte à haute teneur en chrome (en % massique)
| Matériel | C | Si | Mn | S | P | Cr |
| Pneu à rouleaux composite céramique en fonte à haute teneur en chrome | 2,8-3,2 | 0,5-1,0 | 0,5-1,2 | ≤0,05 | ≤0,05 | 20-26 |
| fonte ductile | 3.2-3.9 | 2,5-2,7 | 0,3~0,5 | ≤0,04 | ≤0,04 |
2. Propriétés mécaniques
Le manchon de rouleau composite en fonte à haute teneur en chrome et céramique est obtenu par moulage secondaire de fonte à haute teneur en chrome, de particules céramiques ZTA et de fonte ductile. Ce procédé confère au manchon une résistance et une dureté élevées, ainsi qu'une grande ténacité, garantissant ainsi sa résistance à l'usure et sa sécurité. La dureté des particules céramiques ZTA est supérieure à HV2100, tandis que celle du carbure M7C3 de la fonte à haute teneur en chrome est supérieure à HV1400 et celle de la matrice de fonte à haute teneur en chrome est supérieure à HV750. Par conséquent, dans des conditions d'usure abrasive intense, la durée de vie du manchon composite est 1,5 à 3 fois supérieure à celle d'un manchon ordinaire en fonte à haute teneur en chrome, grâce à la différence de matériaux. Les propriétés de la fonte à haute teneur en chrome et de la fonte ductile sont présentées dans le tableau 2 ci-dessous.
Tableau 2 : Propriétés mécaniques
| Matériel | Résistance à la traction /Mp | Résistance aux chocs J/cm2 | Dureté/HRC | Taux d'allongement (%) |
| Chrome brillant | ≥800 | ≥4 | ≥60 | --- |
| Fer ductile | 500~650 | ---- | 147~241 (HB) | 4~10 |
3. Conception structurelle d'un pneu à rouleaux composite céramique en fonte à haute teneur en chrome
La conception structurelle du manchon de rouleau composite céramique en fonte à haute teneur en chrome est illustrée dans les figures 1 et 2 ci-dessous. La zone rouge en nid d'abeille correspond à la zone de distribution des particules de céramique anti-usure ZTA. Ces particules sont réparties dans la matrice en alliage à haute teneur en chrome selon une structure en nid d'abeille, et la couche de céramique recouvre l'intégralité de la zone d'usure du manchon. La zone verte, située à l'extérieur de la couche de céramique, est en fonte à haute teneur en chrome, et la zone bleue en fonte ductile.
