АЧС-3 в Челябинске

Антифрикционный чугун марки АЧС-3 (ГОСТ 1585-2019) относится к высокопрочным чугунам с шаровидным графитом, специально разработанным для работы в узлах трения.

Основные механические свойства:

• Предел прочности на растяжение (σ_в): 300-350 МПа - показатель сопротивления разрушению при растяжении
• Твердость по Бринеллю (HB): 160-220 - сопротивление поверхностному вдавливанию
• Относительное удлинение (δ): 1,5-3% - способность к пластической деформации
• Ударная вязкость (KCU): 30-50 Дж/см² - устойчивость к динамическим нагрузкам
• Коэффициент трения: 0,08-0,12 - определяет антифрикционные свойства

Химический состав (основные элементы):

• Углерод (C): 3,2-3,6% - основа графитовых включений
• Кремний (Si): 1,8-2,5% - способствует графитизации
• Марганец (Mn): 0,5-0,8% - нейтрализует вредное влияние серы
• Фосфор (P): ≤0,15% - вредная примесь
• Сера (S): ≤0,12% - вредная примесь
• Медь (Cu): 0,5-1,0% - легирующая добавка
• Никель (Ni): 0,3-0,6% - легирующая добавка

Благодаря уникальному сочетанию износостойкости и антифрикционных свойств, чугун АЧС-3 широко применяется в различных отраслях промышленности:

• Автомобилестроение: вкладыши подшипников коленчатых валов, направляющие втулки
• Судостроение: подшипники гребных валов, втулки насосов
• Железнодорожный транспорт: буксовые подшипники, элементы тормозных систем
• Горнодобывающая техника: втулки экскаваторов, детали дробилок
• Металлургическое оборудование: валки прокатных станов, подшипники

В Челябинске чугун АЧС-3 часто используется для производства:

• Подшипников скольжения для промышленного оборудования
• Втулок и вкладышей для насосных агрегатов
• Деталей тормозных систем тяжелой техники

Чугун АЧС-3 обладает специфическими технологическими свойствами, определяющими методы его обработки и применения:

Литье

Оптимальные параметры литья:

• Температура заливки: 1300-1350°C
• Скорость охлаждения: 30-50°C/мин
• Модифицирование: магнием (0,03-0,05%)
• Формовочные смеси: песчано-глинистые

Механическая обработка

Рекомендации по обработке:

• Скорость резания: 40-60 м/мин
• Подача: 0,1-0,3 мм/об
• Инструмент: твердосплавные пластины
• Охлаждение: эмульсия

Термообработка

Основные виды термообработки:

• Отжиг: 850-900°C (снятие напряжений)
• Нормализация: 900-950°C (улучшение структуры)
• Закалка: 880-920°C + отпуск (повышение твердости)

Формулы расчета

Расчет массы отливки:

m = V × ρ, где:

• m - масса отливки (кг)
• V - объем (м³)
• ρ - плотность чугуна (7100-7300 кг/m³)

Расчет износостойкости:

I = K × P × v, где:

• I - интенсивность износа
• K - коэффициент износа
• P - удельное давление
• v - скорость скольжения

АЧС-3 занимает промежуточное положение среди антифрикционных чугунов:

Международные аналоги:

1. АЧС-3 был разработан в СССР в 1960-х годах для авиационной промышленности
2. Шаровидная форма графита увеличивает прочность чугуна в 2-3 раза по сравнению с серым чугуном
3. В Челябинске этот чугун составляет около 15% всех антифрикционных материалов
4. Детали из АЧС-3 могут работать без смазки при кратковременных нагрузках
5. Этот чугун использовался в советской космической программе для узлов трения

Чем отличается АЧС-3 от других антифрикционных чугунов?

АЧС-3 занимает промежуточное положение по прочности и износостойкости между АЧС-1 и АЧС-5. Он содержит оптимальное количество легирующих добавок (медь, никель), обеспечивающих баланс между механическими свойствами и стоимостью. По сравнению с АЧС-1 он имеет на 20% большую прочность, а по сравнению с АЧС-5 - лучше обрабатывается резанием.

Какие подшипники лучше - из АЧС-3 или бронзы?

Подшипники из АЧС-3 дешевле бронзовых на 30-40% и имеют сравнимую износостойкость. Они лучше работают при ударных нагрузках, но требуют более точной подгонки. Бронза превосходит АЧС-3 по коррозионной стойкости и теплопроводности. Выбор зависит от конкретных условий эксплуатации и экономических факторов.

Как увеличить износостойкость деталей из АЧС-3?

Для повышения износостойкости применяют поверхностное упрочнение: закалку ТВЧ, азотирование, лазерную обработку. Оптимальная термообработка - закалка при 900°C с охлаждением в масле и последующим отпуском при 550-600°C. Также эффективно нанесение антифрикционных покрытий (тефлон, дисульфид молибдена).

Какие дефекты могут быть в отливках из АЧС-3?

Типичные дефекты: газовые раковины (при нарушении технологии плавки), усадочные поры (неправильный режим охлаждения), включения шлака (плохая очистка металла), нешаровидный графит (недостаток модификатора). Для контроля качества используют ультразвуковую дефектоскопию, рентгенографию и металлографический анализ.

Как правильно хранить заготовки из АЧС-3?

Отливки следует хранить в сухом помещении на деревянных поддонах. При длительном хранении на открытом воздухе необходимо защитить поверхности антикоррозионной смазкой или консервационной бумагой. В условиях Челябинске с высокой влажностью особенно важно предотвращать образование конденсата на поверхностях.

Какие допуски размеров у отливок из АЧС-3?

Согласно ГОСТ 26645-85, для отливок класса точности СТ4 (средняя точность) допуски составляют ±0,5-1,5% от номинального размера. Для ответственных деталей применяют механическую обработку, позволяющую достичь квалитетов 10-12. Чистота поверхности после литья соответствует Rz 80-100 мкм.

Как сваривать чугун АЧС-3?

Сварка возможна с предварительным подогревом до 300-400°C и последующим медленным охлаждением. Используют никелевые электроды (ЦЧ-4, ОЗЧ-1) или медно-никелевую проволоку. После сварки рекомендуется отжиг при 600-650°C для снятия напряжений. Наилучшие результаты дает аргонодуговая сварка с присадочной проволокой.

Какие предельные температуры эксплуатации?

Рекомендуемый рабочий диапазон: от -40°C до +400°C. При отрицательных температурах сохраняет механические свойства, но становится более хрупким. При температурах выше 400°C начинается окисление и рост графитовых включений, что снижает прочность. Кратковременно может выдерживать нагрев до 600°C.

Как отличить АЧС-3 от других марок чугуна?

Достоверно определить марку можно только лабораторными методами: спектральным анализом, металлографией, механическими испытаниями. Визуально АЧС-3 отличается от серого чугуна шаровидной формой графита (видно под микроскопом), от ковкого - более темным изломом. На производстве используют маркировку и сертификаты.

Какие инструменты использовать для обработки?

Рекомендуются твердосплавные пластины марок ВК8, Т5К10 для черновой обработки и ВК6, Т15К6 для чистовой. Оптимальные режимы: скорость резания 40-60 м/мин, подача 0,1-0,3 мм/об, глубина резания до 5 мм. Для сверления используют сверла из быстрорежущей стали Р6М5 с подачей 0,08-0,15 мм/об.