1. Высокохромистый чугунный вторичный композитный материал для роликовых шин
Высокохромистая чугунная керамическая композитная втулка ролика изготавливается из высокохромистого чугуна в качестве матричного материала, с помощью специального процесса формования композита из высокохромистого чугуна и сотовых керамических частиц, а также керамических частиц ZTA, после чего методом литья в песчаные формы производится вторичное формование композита из высокохромистого чугуна и высокопрочного чугуна. Химический состав высокохромистого чугуна представлен в таблице 1 ниже.
Таблица 1: Химический состав композитного ролика из высокохромистого чугуна (масс. %)
| Материал | C | Si | Mn | S | P | Cr |
| Высокохромистая чугунная керамическая композитная роликовая шина | 2.8-3.2 | 0,5-1,0 | 0,5-1,2 | ≤0,05 | ≤0,05 | 20-26 |
| Ковкий чугун | 3.2-3.9 | 2,5-2,7 | 0,3~0,5 | ≤0,04 | ≤0,04 |
2. Механические свойства
Высокохромистый чугунный керамический композитный роликовый подшипник представляет собой вторичное композитное формование высокохромистого чугуна, керамических частиц ZTA и высокопрочного чугуна, что обеспечивает роликовой втулке не только высокую прочность и твердость, но и высокую ударную вязкость, гарантируя износостойкость и безопасность роликовой втулки. Твердость керамических частиц ZTA превышает HV2100, твердость карбида высокохромистого чугуна M7C3 превышает HV1400, а твердость матрицы высокохромистого чугуна превышает HV750. Следовательно, в условиях высокоинтенсивного абразивного износа, обусловленного различием материалов, срок службы керамической композитной роликовой втулки в 1,5-3 раза превышает срок службы обычной роликовой втулки из высокохромистого чугуна. Свойства высокохромистого чугуна и высокопрочного чугуна приведены в таблице 2 ниже.
Таблица 2: Механические свойства
| Материал | Предел прочности на растяжение /Мп | Ударопрочность Дж/см2 | Твердость/HRC | Скорость удлинения (%) |
| Высокий хром | ≥800 | ≥4 | ≥60 | --- |
| Ковкий чугун | 500~650 | ---- | 147~241 (HB) | 4~10 |
3. Конструкция высокохромистой чугунной керамической композитной роликовой шины
На рисунках 1 и 2 ниже показана конструкция высокохромистой чугунной керамической композитной втулки ролика. Красная сотовая область представляет собой зону распределения износостойких керамических частиц ZTA. Керамические частицы распределены в матрице высокохромистого сплава в виде сотовой структуры, и керамический слой покрывает рабочую зону износа всей втулки ролика. Зеленая область за пределами керамического слоя — это высокохромистый чугун, а синяя область — высокопрочный чугун.
