Sự phát triển mạnh mẽ của các ngành công nghiệp luyện kim và khai thác khoáng sản trong nước hiện nay đặt ra yêu cầu đòi hỏi cấp thiết về vật liệu thay thế, từ vật liệu yêu cầu độ cứng cao có độ chịu mài mòn cao đến những vật liệu có độ cứng và độ chịu mài mòn vừa phải. Tuỳ mục đích sử dụng mà có vật liệu thay thế phù hợp để sản xuất ra chi tiết đạt yêu cầu đề ra. Việc đưa vào gang các nguyên tố hợp kim như Cr, Mo… đã làm thay đổi hẳn tính chất của gang, như làm tăng độ cứng, do đó làm tăng tính chịu mài mòn của gang lên rất nhiều. Đối với ngành khai thác chế biến khoáng sản, việc chế biến khoáng sản rất có ý nghĩa nhằm nâng cao hiệu quả sản xuất kinh doanh. Khoáng sản sau khi khai thác cần phải được làm sạch, đập nhỏ, nghiền sàng. Khâu đập nhỏ yêu cầu có trang thiết bị cần thiết như máy đập hàm, máy nghiền côn xoắn, máy nghiền bi... Một trong các chi tiết quan trọng trong máy nghiền là các tấm phản kích. Trong quá trình làm việc tấm phản kích chịu mài mòn cao và chịu va đập vừa phải nên dẫn tới bị hỏng. Do đó việc nghiên cứu chế tạo gang hợp kim KmTBCr15Mo2 để làm tấm phản kích là cần thiết, góp phần cho nhà máy chủ động trong sản xuất, giảm áp lực nhập khẩu, sự phụ thuộc vào thị trường nước ngoài cho nền kinh tế.

Nhằm xác lập được quy trình công nghệ chế tạo gang hợp kim mác KmTBCr15Mo2 đạt tiêu chuẩn GB 8491-87 của Trung Quốc; chế tạo được 5 tấm phản kích từ gang hợp kim mác KmTBCr15Mo2 được đơn vị dùng thử chấp nhận; chất lượng 200 kg gang thỏi mác KmTBCr15Mo2 đạt tiêu chuẩn GB 8491- 87 của Trung Quốc; nhóm thực hiện đề tài, Viện luyện kim đen - Tổng Công ty Thép Việt Nam - CTCP, do KS. Phạm Thị Minh Phượng làm chủ nhiệm đã đề xuất thực hiện đề tài: “Nghiên cứu công nghệ chế tạo gang hợp kim chịu mài mòn mác KmTBCr15Mo2 để làm tấm phản kích trong máy nghiền than”.

Gang hợp kim KmTBCr15Mo2 thuộc loại gang trắng crôm cao với hàm lượng crôm trong khoảng (13-18%) có khả năng chịu mài mòn cao được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp như chế biến khoáng sản, sản xuất xi măng …

Sau một thời gian triển khai, đề tài đã hoàn thành nhiệm vụ được giao. Các kết luận rút ra từ kết quả thực hiện đề tài được tóm tắt như sau:

1. Đã xác định được công nghệ sản xuất gang KmTBCr15Mo2 từ nguyên vật liệu và thiết bị trong nước bao gồm:

a) Công nghệ nấu luyện:

 + Đã sử dụng thiết bị nấu luyện là lò cảm ứng trung tần 750kg/mẻ.

+ Sử dụng phối liệu đầu vào gang thỏi/thép phế X13, X17, FeCr,FeMn, FeSi, FeMo, niken kim loại, chất tăng cacbon để tiến hành nấu luyện.

+ Đề tài đã tiến hành nấu thí nghiệm 3 mẻ.

Kết quả của 3 mẻ nấu thí nghiệm đều đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn GB 8491-87 của Trung Quốc

b) Công nghệ đúc

+ Để làm khuôn chế tạo tấm phản kích trong máy nghiền than, đề tài chọn công nghệ làm khuôn bằng cát + nước thủy tinh + đất sét, đông cứng nhanh bằng khí CO2. Từ bản vẽ chi tiết, tiến hành thiết kế bản vẽ công nghệ đúc, với độ co dài là 1,6 %.

+ Chất sơn khuôn: Sử dụng chất sơn khuôn BR-750 của Đài Loan chuyên dụng dùng cho đúc gang.

 + Nhiệt độ rót khuôn hợp lý trong khoảng: 1450-1400^oC

c) Công nghệ nhiệt luyện:

Chi tiết tấm phản kích trong máy nghiền than được tiến hành nhiệt luyện: công nghệ ủ, công nghệ tôi và công nghệ ram.

- Công nghệ ủ gang KmTBCr15Mo2 được thực hiện:

· Nhiệt độ ủ: 950^oC

· Tốc độ nâng nhiệt: 120-150^oC/h

· Thời gian giữ nhiệt: 1h

· Làm nguội cùng lò tới nhiệt độ 770^oC, giữ nhiệt 4h sau đó làm nguội cùng lò. 

- Công nghệ tôi gang KmTBCr15Mo2 như sau:

· Nhiệt độ tôi: 950^oC

· Tốc độ nâng nhiệt khi nung gang: 120-150^oC/h

· Thời gian giữ nhiệt: 1h

· Môi trường tôi: làm nguội ngoài không khí

- Công nghệ ram gang KmTBCr15Mo2 như sau:

· Nhiệt độ ram: 250^oC

· Tốc độ nâng nhiệt: 120-150^oC/h

· Thời gian giữ nhiệt: 2h

· Làm nguội: Ngoài không khí

2. Đề tài đã xác định được các tính chất của gang KmTBCr15Mo2 (thành phần hóa học, độ cứng, đánh giá khả năng chịu mài mòn và tổ chức tế vi) đạt tiêu chuẩn GB 8491-87 của Trung Quốc.

3. Kết quả dùng thử sản phẩm đã khẳng định chất lượng và khả năng sử dụng của gang do đề tài chế tạo.

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu của Đề tài (Mã số 18517/2020) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

P.T.T (NASATI)