Tangu mwaka 1930, shukrani kwa maendeleo ya sekta ya vifaa, vifaa vya bitana kwa Visagaji wamefanya maendeleo makubwa. Mfululizo, mamia ya aina za laina za chuma na chuma cha pua, laina za seramiki, laina maalum za mpira, na laina za mchanganyiko zimejitokeza. Kwa milo za AG/SAG, laina bado zimetengenezwa hasa kwa chuma cha mchanganyiko au chuma cha pua. Utafiti na maendeleo yamejikita katika nyanja mbili: moja ni kuendeleza aina mpya za aloi, na nyingine ni kurekebisha viwango vya vipengele vya aloi katika aloi zilizopo na kutumia mbinu tofauti za matibabu ya joto ili kubadilisha ugumu na muundo wa metallografia wa vifaa vya aloi. Aidha, vifaa viwili visivyo vya chuma cha feri—bidhaa maalum za mpira na matofali ya alumina ya juu—vimebuniwa pia kwa ajili ya matumizi kama vifuniko vya ndani vya kusaga. Pia kuna tungsteni kabidi iliyosinteriwa maalum inayotumika katika milo midogo kwa madhumuni maalum, lakini kutokana na gharama yake kubwa, haifai kiuchumi kwa milo mingi sana ya kiwango cha viwandani.

Matatizo ya uchakavu wa laina yalianza mara tu milina za AG/SAG zilipoanza kutumika, lakini wakati huo, kwa kuwa kipenyo cha milina kilikuwa kidogo, haikupewa kipaumbele cha kutosha kwa uchakavu wa laina. Kadiri ukubwa wa milina ulivyozidi na kiwango cha kiotomatiki kilipoongezeka, uchakavu wa laina umeendelea kuwa dhahiri zaidi. Ustahimilivu duni wa kuvaa kwa laina husababisha kubadilishwa kwa laina mara kwa mara, jambo linalopunguza upatikanaji wa vifaa na kuongeza gharama za kusaga. Kama ilivyotajwa awali, laina katika kusaga ni sehemu zinazoweza kubadilishwa, lakini lazima ziwe na ustahimilivu madhubuti dhidi ya mshtuko na kuvaa kwa msuguano na lazima ziweze kuwezesha mwendo sahihi wa nyenzo zinazosagwa. Kwa hiyo, wahandisi na mafundi huweka umakini mkubwa kwenye vifaa vya laini ili kupunguza gharama za matengenezo na kuboresha ufanisi wa kusaga. Kwa sasa, vifaa vya laini vinavyotumika zaidi kwa milo za kusagia sokoni ni pamoja na: laini za chuma/simbi, laini za mpira, laini mseto za kichwa cha mpira-chuma, na laini za sumaku.

Kila nyenzo ya laini ina wigo wake unaofaa wa matumizi. Laini za jadi za chuma au mchanganyiko bado zinatumika sana katika shughuli za kusaga za awali, na angalau aina kumi za mchanganyiko sugu wa kuvaa zinatumika katika mashine za kusaga za mpira za awali. Kwa kuongezeka, aloi zinazostahimili msuguano zinazidi kutumika kwa wingi; aloi hizi zina viambato vingi vya kuchanganyia kama manganisi, kromu, molibdenamu, na nikeli, na kwa hivyo gharama yake pia ni kubwa. Laina za mpira zimetumika sana na kwa gharama nafuu katika matumizi ya sekondari au ya kusaga tena kwa sababu ya uimara wao wa muda mrefu na uwezo mzuri wa kustahimili msuguano. Maendeleo ya hivi karibuni ni laina za mchanganyiko zenye vichwa vya aloi na misingi ya mpira, ambazo hutumia kikamilifu faida za metali na mpira. Kwa sasa, bado zinatumika zaidi kama laini katika milia midogo hadi ya kati ya AG/SAG, lakini zimeanza kutumika kama laini za mwisho na sahani za chujio katika milia ya kati na hata mikubwa ya AG/SAG. Hii ni kwa sababu sehemu hizi hukumbana na nguvu za mshtuko za chini kiasi, huku uchakavu wa msuguano ukiwa ndio mfumo mkuu.

Kwa kuwa vigae vya ndani vya kusaga ni mojawapo ya gharama kuu katika kichujio na pia ni mojawapo ya sababu kuu za kusimama kwa kusaga, watengenezaji wa vigae na migodi wanajitahidi kwa kadiri ya uwezo wao kuongeza muda wa matumizi ya vigae. Hata hivyo, uteuzi wa nyenzo za vigae haujitegemei tu kwenye kiwango cha uchakavu; muda wa kusimama, gharama za matengenezo, na utendaji wa kusaga pia ni vigezo muhimu katika uchumi wa vigae vya kusaga. Hata hivyo, kwa visindikaji vingi, gharama ya laina kwa tani ya madini ghafi hutumika kama kigezo. Kwa milo mikubwa ya AG/SAG, uchaguzi wa nyenzo za laina huelekea kupendelea mzunguko bora na wa kiuchumi zaidi wa huduma, ambao lazima uzingatie gharama ya laina, gharama ya kazi ya uingizaji, upotevu wa uzalishaji wakati wa kusimama kwa ajili ya uingizaji, na mabadiliko ya gharama/faida yanayotokana na utendaji wa kusaga.

5.3.1 Nyenzo za Chuma

Laina za chuma cha kaboni bado zinatumika sana katika viwanda vidogo na vya kati, hasa katika hatua za msingi za kusaga.

5.3.2 Nyenzo za Aloi

Nyenzo za aloi kwa ajili ya milia ya kusaga zimepitia hatua kadhaa—kutoka chuma cha manganisi nyingi, chuma cha kutupwa cheupe cha kawaida, na chuma cha kutupwa cha Ni-Hard hadi chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi. Sasa zimeendelezwa kuwa makundi makuu mawili: chuma kinachostahimili uchakavu na chuma cha kutupwa kinachostahimili uchakavu. Mbali na chuma cha jadi cha manganisi cha austenitic, chuma cha manganisi ya juu kilichobadilishwa, na chuma cha manganisi ya wastani, chuma cha kutoshika uchakavu kinaweza kugawanywa kulingana na kiwango cha kaboni kuwa chuma cha kutoshika uchakavu cha aloi cha kaboni ya wastani, kaboni ya wastani hadi ya juu, na kaboni ya juu; kwa mujibu wa kiwango cha elementi za mchanganyiko kuwa chuma cha pua chenye mchanganyiko mdogo, chenye mchanganyiko wa kati, na chenye mchanganyiko mwingi; na kwa muundo mdogo wa ndani kuwa chuma cha pua cha austenitic, bainitic, na martensitic.

Miongoni mwa chuma cha kutupwa kinachostahimili uchakavu, chuma cha kutupwa cheupe cha kawaida na chuma cha kutupwa cheupe chenye kaboni kidogo sasa hutumika nadra. Aina zinazotumika sana huangukia katika makundi makuu mawili: chuma cha kutupwa cheupe chenye aloi kidogo na chuma cha kutupwa cheupe chenye aloi nyingi. Aina zinazowakilisha zaidi kati ya hizi ni chuma cha kutupwa cheupe chenye kromu kidogo na chuma cha kutupwa cheupe chenye kromu nyingi. Kwa kuwa rasilimali za kromu ni nyingi zaidi kuliko zile za nikeli na ni nafuu, vifaa hivi viwili sasa vimechukua nafasi kuu katika chuma cha kutupwa kinachostahimili uchakavu. Kwa upande wa gharama ya rasilimali na ustahimilivu wa uchakavu, kuna ripoti chache sana za chuma cha kutupwa cha Ni-Hard kinachotumika kwa ajili ya milia ya kusaga leo. Chuma cha kutupwa kinachoitwa cha kromu ya juu kwa kweli kinahusu chuma cha kutupwa cheupe cha kromu na molibdenamu ya juu, na kinaweza kugawanywa katika aina za Cr15 na Cr20 kulingana na kiwango cha kromu; aina ya kwanza hutumika kwa hali za jumla za mshtuko na msuguano, na aina ya pili hutumika kwa uchakavu wa msuguano mkali na sehemu nene zaidi zinazochakaa. Chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi chenye kiwango cha kromu cha 30% au zaidi hutumika kwa matumizi yanayostahimili joto, yanayostahimili uchakavu, au yanayostahimili kutu, kama vile kusaga upya mipira ya chuma. Kwa ujumla, chuma cha kutupwa cheupe cha aloi ni tete kiasi na kinafaa kwa mazingira ya kusaga yenye nguvu za mshtuko za chini kiasi, kama vile kusaga tena kwenye milo ambapo mipira ni midogo kuliko mm 60–70. Hata hivyo, kina upinzani mkubwa dhidi ya msuguano, jambo linaloipa vigae hivi maisha marefu ya huduma.

Ikilinganishwa na chuma cha kutupwa cheupe cha mchanganyiko, chuma cha kutupwa kinachostahimili uchakavu kina uimara bora lakini ugumu mdogo, na kinafaa kwa milina ya AG/SAG ambapo nguvu za mshtuko ni za juu kiasi; pia hutumika sana katika mabomba yanayostahimili uchakavu. Hata hivyo, vifuniko vilivyotengenezwa kwa nyenzo hii vina upinzani mdogo dhidi ya uchakavu.

Matibabu ya joto yanaweza kurekebisha kwa ufanisi muundo mdogo wa vifaa vya mchanganyiko, na hivyo kuathiri ugumu na uimara wao. Kwa hivyo, matibabu ya joto yana athari kubwa kwenye upinzani wa kuvaa na mshtuko wa liners kubwa za mill za AG/SAG.

Kutokana na upinzani mzuri dhidi ya msuguano, upinzani dhidi ya mshtuko, na gharama za uzalishaji zinazokubalika, vifaa vifuatavyo vya laini za aloi vimetumika au sasa vinatumika sana katika utengenezaji wa laini za milina:

(1) Chuma cha manganisi cha austenitik.
(2) Chuma cha kutupwa cha Ni-Hard.
(3) Chuma cha chrome-molybdenum chenye kaboni kidogo.
(4) Chuma cha chrome-molybdenum chenye kaboni nyingi.
(5) Chuma cheupe cha kromu-molibdenamu.
(6) Chuma chenye kromu nyingi.

5.3.2.1 Chuma cha Mangani cha Austenitik

Chuma chenye manganisi nyingi, kinachojulikana pia kama chuma cha Hadfield, ni chuma kinachostahimili uchakavu kilichovumbuliwa na R.A. Hadfield nchini Uingereza mwaka 1882. Kinaonyesha sifa dhahiri za ugumu unaotokana na kazi na ni sehemu ya mfumo wa Fe-Mn-C wa chuma cha manganisi cha austenitiki. Kiwango cha manganisi cha kawaida katika chuma cha manganisi ya juu cha jadi ni 13% kwa uzito.

Chuma cha manganisi ya kati na chuma cha manganisi ya juu ni chuma cha manganisi cha austeniti; baada ya kupoa kwa maji, muundo wao mdogo ni austenite ya awamu moja. Hata hivyo, tofauti zao kuu za utendaji ni kama ifuatavyo:

(1) Sifa za mitambo za chuma chenye manganisi ya kati kwa ujumla ni za chini kuliko zile za chuma chenye manganisi ya juu. Chuma chenye manganisi ya kati bila molybdenum kwa kawaida kina nguvu ya kuvuta ya takriban 550 MPa, upanaji wa 10%–20%, upungufu wa eneo la 20%–25%, na ustahimilivu wa athari wa takriban 100 J/cm². Ingawa sifa za mitambo za chuma cha manganisi ya kati zinaweza kuboreshwa kwa kiasi kikubwa kwa kuongeza molybdenum, bado hazifikii zile za chuma cha manganisi ya juu.

(2) Chuma chenye manganisi nyingi kina kiwango kikubwa cha manganisi, uthabiti bora wa austenite, na joto la kuanza kwa martensite (Mₛ) chini ya joto la kawaida. Inagandamizwa hasa kupitia michakato ya twinning ya deformation na stacking-fault, na hivyo kuongeza upinzani wake dhidi ya kuvaa; ugumu wa uso baada ya ugandamizaji wa kazi unafikia HBW 400–450. Chuma chenye manganisi ya kati kina kiwango kidogo cha manganisi, ambacho hupunguza uthabiti wa austenite na kuongeza joto la Mₛ. Inagandamizwa hasa kupitia mabadiliko ya α-martensite yanayosababishwa na mabadiliko ya umbo, kwa kasi ya ongezeko la ugumu ambayo ni mara 2–3 zaidi kuliko mekanizimu za utoaji mapacha na kasoro za mkusanyiko; ugumu wake wa uso baada ya kugandamizwa kwa kazi unaweza kufikia HBW 750–850.

(3) Wakati wa kushughulikia vifaa laini zaidi, chuma cha manganisi ya wastani hutoa matokeo bora. Kwa mfano, wakati sahani za taya za chuma cha manganisi ya wastani zilitumika katika visagaji vidogo kwa kusaga mawe ya chokaa, maisha yao ya huduma yalikuwa takriban 185% kama yale ya chuma cha manganisi ya juu; hata hivyo, wakati wa kusaga madini magumu (kama vile madini ya dhahabu yenye koefishienti ya ugumu ya Protodyakonov f ≈ 14), uboreshaji wa maisha ulikuwa mdogo.

Chuma cha manganisi cha austenitic kwa kawaida huwa na 0.9%–1.4% C na 10%–14% Mn, na nguvu ya athari αₖ ya takriban 150 J/cm². Ugumu wake wa awali ni HB 179–229 tu, lakini baada ya kuvaa, ugumu huongezeka hadi HB 240–350, na ugumu wa juu kabisa unafikia HB 605 (sawa na HRC 56). Hata hivyo, tabaka lililoko chini ya uso hubaki imara, na kuiruhusu kustahimili mshtuko mkubwa bila kupasuka. Chuma cha manganisi cha austenitic hutumika sana kwa ajili ya vifuniko vya gridi au vifuniko katika visagaji vidogo. Hasara yake kuu ni msukumo wa mnyonyoaji, ambao husababisha vifuniko vigumu kuanza kubana, na kufanya uondoaji kuwa mgumu sana. Ikiwa shinikizo litakuwa kubwa mno na vikashikana kwa nguvu sana, ganda la kisagaji linaweza hata kuharibika wakati wa uondoaji.

Chuma mbalimbali zilizobadilishwa zenye manganisi nyingi zimetengenezwa: (1) kupunguza kiwango cha manganisi hadi viwango vya manganisi kidogo au vya kati, au kudumisha viwango vya manganisi nyingi huku zikiongezwa vipengele vingine vya mchanganyiko ili kubadilisha muundo wa mikrokristali; (2) kuongeza vipengele vinavyounda kabidi kama vile Ti, Nb, V, Mo, na Cr ili kupata uimarishaji wa awamu ya pili; (3) kuongeza vipengele kama vile W, Cu, Ni, na B ili kupata uimarishaji wa suluhisho imara; na (4) kuongeza metali adimu ili kusafisha chuma kilichoyeyushwa, kuboresha umbo na usambazaji wa vichafu, na kupata uimarishaji wa kina. Zaidi ya hayo, michakato mipya ya matibabu ya joto, ubora ulioboreshwa wa uundaji, na muda mrefu zaidi wa matumizi wa chuma chenye manganisi nyingi vinaendelezwa.

5.3.2.2 Chuma cha kutupwa cha Ni-Hard

Chuma cha kutupwa cha Ni-Hard hutengenezwa kwa kuongeza Ni 3.0%–5.0% na Cr 1.5%–3.5% kwenye chuma cha kutupwa cheupe cha kawaida, na kusababisha matriki ya martensite yenye ugumu mkubwa na inayostahimili uchakavu, ikiwa na kabidi za aina ya M₃C. Nikeli huunda suluhisho imara lisilo na kikomo na chuma, na hivyo kuongeza uwezo wa kuganda na kukuza matriki ya martensite-bainite; wakati huo huo, nikeli huimarisha austenite, na kiwango kikubwa cha nikeli kinaweza kusababisha kiasi kikubwa cha austenite iliyobaki. Kuongezwa kwa kromu huzuia grafitishaji, huchochea uundaji wa kabidi, na huongeza ugumu wa kabidi za aina ya M₃C.

Laina za aloi ya Ni-Hard zilitumika awali katika milimani ndogo za fimbo na milimani ya mpira yenye nguvu za athari ndogo sana. Aloi hii ni tete lakini ina upinzani mzuri dhidi ya msuguano. Hata hivyo, kwa kuja kwa aloi zenye kromu nyingi na kromu-molibdenamu, aloi hii sasa karibu imepotea katika matumizi ya laina za milimani.

5.3.2.3 Chuma cha Chrome-Molybdenum chenye Kaboni ya Chini

Ugumu wa chuma cha chrome-molybdenum chenye kaboni kidogo kwa kawaida ni BHN 300–370.

Kabla ya matumizi ya chuma cha chrome-molybdenum chenye kaboni nyingi, chuma cha chrome-molybdenum chenye kaboni kidogo kilikuwa kinatumiwa sana kwa vifuniko vya ndani vya AG/SAG na mashine za kusaga mpira. Kina upinzani mzuri dhidi ya msuguano na kiwango fulani cha upinzani dhidi ya mshtuko. Ikilinganishwa na chuma cha chrome-molybdenum chenye kaboni nyingi, chuma cha chrome-molybdenum chenye kaboni kidogo sasa kinatumika hasa kwenye sahani za grati za kutolea au sehemu nyembamba zinazohitaji upinzani kidogo bora dhidi ya mshtuko.

5.3.2.4 Chuma cha Chrome-Molybdenum chenye Kaboni Nyingi

Ugumu wa chuma cha chrome-molybdenum chenye kaboni nyingi kwa kawaida ni BHN 325–380.

Chuma cha chrome-molybdenum chenye kaboni nyingi na aloi kidogo (kwa mfano, 1.15% C, 1% Cr, 0.25% Mo) kinaweza kuwa na ugumu sawa lakini upinzani dhidi ya uchakavu tofauti sana wakati muundo wake mdogo ni tofauti. Baada ya austenitisation na kuzimwa kwa mafuta, ikifuatiwa na tempering katika viwango tofauti vya joto, normalising, au matibabu ya isothermal karibu na joto la kuanza la martensite, miundo ndogo kama martensite iliyotemperiwa, pearlite, na bainite inaweza kupatikana. Joto la kutempera baada ya kuzimwa huathiri upinzani dhidi ya uchakavu. Kwa mfano, mipira ya chuma ya chrome-molybdenum yenye kaboni nyingi (0.8% C, 1.0% Cr, 0.4% Mo) ziliwekwa katika austenite kwa joto la 880 °C na 820 °C, mtawalia, kisha zikapozwa kwa mafuta na kufanyiwa majaribio ya uchakavu chini ya hali zilezile. Mipira iliyozimwa kutoka 880 °C ilionyesha upinzani mkubwa zaidi dhidi ya uchakavu. Hii inahusishwa na kiwango cha juu cha kaboni katika suluhisho imara la martensite na kiasi kikubwa zaidi cha austenite iliyobaki katika joto la juu la kuzima, vyote vikiwa na manufaa kwa upinzani dhidi ya uchakavu. Martensite ina kiwango cha chini kabisa cha uchakavu na hivyo basi upinzani bora zaidi dhidi ya uchakavu.

Laina za aloi ya chrome-molybdenum yenye kaboni nyingi huwa na ustahimilivu wa athari wa chini kutokana na kiwango cha juu cha kaboni na aloi, na thamani za athari kwa kawaida huwa ni 30–40 J tu. Zaidi ya hayo, ili kuhakikisha kiwango fulani cha ustahimilivu wa mshtuko, laina hizi kwa kawaida hupitia upoaji wa hewa pamoja na utengenezaji wa temperi wakati wa matibabu ya joto, na kusababisha muundo wa troostite uliotengenezwa kwa temperi, ambao una ugumu wa wastani na upinzani hafifu dhidi ya uchakavu. Kwa hivyo, laina za aloi ya kromu-molibdenamu yenye kaboni nyingi huwa rahisi kuvunjika wakati wa matumizi na huwa na muda mfupi wa huduma, na hivyo kulazimisha vikusanyaji kubadilisha laina mara kwa mara, jambo linalopunguza upatikanaji wa vifaa na kuongeza gharama za uendeshaji.

Alloyi za chrome-molybdenum zenye kaboni nyingi hutumika katika vifuniko vya ndani vya milo ya AG/SAG. Kuna aina mbalimbali za bidhaa zenye viwango tofauti vya kaboni na kromu, na kwa kawaida viwango vya kaboni na kromu vya alloyi hizi hubadilika kulingana na ukubwa na unene wa vifuniko vya ndani vya milo. Katika uwanja huu, kutokana na mahitaji ya vipimo vya laina, aloi za kawaida za chrome-molybdenum zenye kaboni ya juu haziwezi tena kukidhi mahitaji ya mchakato, na maendeleo ya aloi kama hizo bado yanaendelea.

5.3.2.5 Chuma Cheupe cha Chrome-Molybdenum

Ugumu wa chuma cheupe cha kromu-molibdenamu kwa kawaida ni BHN 600–700.

Nyenzo hii ya kutupwa imeboreshwa sana na inatumika sana katika mazingira ya kusaga yenye msuguano mkali. Sasa inatumika kwa wingi kwa milo ya saruji na vifuniko vikubwa vya milo ya mpira, pamoja na katika maeneo ambapo upinzani dhidi ya msuguano bado unahitaji kuboreshwa.

5.3.2.6 Chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi

Ugumu wa chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi kwa kawaida ni mkubwa kuliko BHN 600.

Katika chuma cha kutupwa cha mchanganyiko wa mfululizo wa kromu, kaboni na kromu huunda kabidi za aina ya M₃C. Kadri kiwango cha kaboni kinavyoongezeka, kiwango cha kabidi huongezeka na ugumu huongezeka, lakini uimara wa athari hupungua. Kwa yaliyomo ya kaboni ya 2.37%–2.69%, chuma cha kutupwa cha kromu cha pearlitiki kinaweza kufikia upinzani wa uchovu wa mshtuko, uimara, na upinzani mzuri wa mshtuko-abrasheni wakati mchanga wa silika unatumika kama kichakacho. Kwa hiyo, kuongeza kiwango cha elementi muhimu ya kromu kunaweza kuboresha umbo la kabidi na kuongeza ustahimilivu wa mshtuko wa nyenzo. Chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi hujulikana kwa ustahimilivu wake wa juu kiasi na upinzani dhidi ya kuvaa, na kabidi zake zote ni za aina ya (Fe,Cr)₇C₃. Miongoni mwa elementi za kemikali katika chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi, kromu na kaboni ndizo muhimu zaidi: kaboni huamua kiasi cha kabidi, wakati kromu huamua aina ya kabidi. Kwa kiwango fulani cha kaboni, kuongeza kiwango cha kromu huongeza kiwango cha kabidi ya eutekti na kromu iliyeyushwa katika matriksi; hata hivyo, kwa kiwango fulani cha kromu, kuongeza kiwango cha kaboni huongeza kabidi za eutekti lakini hupunguza kromu iliyeyushwa katika matriksi. Kuna uhusiano wa kivitendo kati ya sehemu ya kabidi ya eutekti K na viwango vya kaboni na kromu:

K = (11.3C + 0.5Cr – 13.4)%

Chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi kwa ujumla humaanisha chuma cha kutupwa nyeupe cha mchanganyiko chenye kiwango cha kromu cha 12%–30% na kiwango cha kaboni cha 2.4%–3.6%. Faida za chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi ni: kwanza, kwa Cr ya 12%, kinaweza kuunda kabidi za aina ya Cr₇C₃, ambazo ugumu wake mdogo (microhardness) HV 1300–1800 ni mkubwa zaidi kuliko ule wa kabidi za aina ya Fe₃C katika chuma cha kutupwa cheupe cha kawaida (HV 800–1100), hivyo basi hutoa upinzani bora dhidi ya uchakavu; pili, umbo la kabidi linakuwa mitandao isiyoendelea, lenye umbo la waridi, au chembechembe zilizotawanyika peke yake katika matriki ya martensite (muundo mgumu zaidi wa matriki), na hivyo kupunguza athari mbaya ya ukataji kwenye matriki. Kwa hivyo, vifuniko hivi vya aloi vina nguvu, ustahimilivu, na upinzani dhidi ya kuvaa, vikiwa na ustahimilivu bora kuliko vile vyenye kabidi za mtandao. Zaidi ya hayo, matriki ya chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi inaweza kurekebishwa kupitia michakato tofauti ya matibabu ya joto ili kupata matriki mbalimbali, kuanzia austenitik kikamilifu hadi martensitik kikamilifu, hivyo basi kupanua wigo wake wa matumizi na kukidhi hali tofauti za uendeshaji. Kwa upande wa upinzani dhidi ya kuvaa, ni bora zaidi kuliko chuma cha mchanganyiko; kwa upande wa ustahimilivu na uimara, ni bora zaidi kuliko chuma cha kutupwa cheupe cha kawaida na ni bora zaidi kuliko chuma cha kutupwa cha Ni-Hard.

Chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi mara nyingi hutumika kutengeneza mipira midogo hadi ya kati ya kusaga chuma na vifuniko vya ndani kwa ajili ya milo mikubwa ya fimbo/mipira ya saruji, kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 5-10. Chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi kina upinzani mkubwa dhidi ya kuchakaa; maisha ya huduma ya aina hii mara nyingi hupita miaka 5, na hata inaweza kufikia miaka 15, na hivyo kutoa uwiano mzuri sana wa bei na utendaji. Hata hivyo, ni rahisi kuvunjika zaidi kuliko chuma cha kutupwa cheupe chenye kromu na molibdenamu.

Mchoro 5-10 Vifuniko vya chuma cha kutupwa vyenye kromu nyingi kwa milia mikubwa ya shaba/mpira

Hata hivyo, umakini maalum lazima uliwe kwa hoja zifuatazo unapotumia chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi:

(1) Kuboresha uimara wa athari wa vifuniko vyenye kromu nyingi. Wakati wa kuchagua chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi kwa ajili ya utengenezaji wa laina, huku ukipa kipaumbele upinzani dhidi ya uchakavu, umakini maalum unapaswa pia kuelekezwa kwenye muafaka wa nguvu na ustahimilivu. Ili kuboresha utendaji wa chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi, ustahimilivu wa kuvunjika KIC inapaswa kuongezwa kwanza. Wakati kiwango cha eutectic cha kabidi ni thabiti na uwiano wa Cr/C uko kati ya 6.6 na 7.1, uimara wa kuvunjika KIC iko juu kabisa, ikimaanisha kwamba upinzani dhidi ya kuenea kwa nyufa ni mkubwa zaidi. Kupoeza kwa joto la juu au kuongeza muda wa kushikilia kwa kiwango kinachofaa pia kunaweza kuboresha umbo, usambazaji, na ukubwa wa kabidi eutectiki za M₇C₃, kusafisha kabidi, kuongeza nguvu, na kuimarisha ustahimilivu. Matibabu ya marekebisho ya chuma kilichoyeyushwa ni njia rahisi zaidi, ya kiuchumi zaidi na yenye ufanisi zaidi ya kubadilisha umbo, kiasi, ukubwa, na usambazaji wa kabidi za eutectiki katika chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi na kuboresha nguvu na ustahimilivu. Hudhibiti uganda na, muhimu zaidi, huboresha kabidi za eutectiki, hupunguza athari zao za ukataji kwenye matriki, huboresha matriki, na huongeza ustahimilivu.

(2) Matumizi salama ya vifuniko vyenye kromu nyingi.

1. Kuvunjika ni aina kuu ya kushindwa kwa laina za aloi katika mazingira ya uchakavu wa kusaga. Sababu kuu za kuvunjika ni kasoro za uundaji kama porositi, mapengo ya kupungua, mashimo ya upepo, na vichafu. Kwa hivyo, kutokea kwa kasoro za uundaji lazima kudhibitiwe kwa ukali.
2. Vifuniko vyenye kromu nyingi vinapaswa kuwa vidogo na nene, vikiwa na tundu moja la boliti au bila tundu la boliti. Matumizi ya vifuniko vikubwa na vyembamba au vifuniko vyenye tundu mbili za boliti hayaruhusiwi.
3. Wakati wa kufunga vifuniko vya chrome ya juu, kwa vile vyenye mashimo ya bolti, bolti lazima zifungwe vizuri. Uso wa kufungia na uso wa ganda vinapaswa kugusana. Padi za mpira zinapaswa kutumika kama tabaka la kupunguza mshtuko. Kufunga na kutumia moja kwa moja vifuniko vya chrome ya juu bila nyenzo yoyote ya kupunguza mshtuko kumezuiwa vikali. Baada ya ufungaji, wakati wa uendeshaji wa awali (jaribio), mashine ya kusaga lazima iwekewe kiasi fulani cha nyenzo kabla ya kuendeshwa. Uendeshaji wa mashine ya kusaga bila mzigo umepigwa marufuku kabisa.

5.3.2.7 Mchanganyiko wa Aloi

Kwa ujumla, upinzani dhidi ya msuguano na upinzani dhidi ya mshtuko wa vifaa vya aloi ni kinyume kwa kila kimoja. Kwa hiyo, aloi zinazostahimili uchakavu na aloi zinazostahimili mshtuko hutumika pamoja. Kwa kawaida, aloi inayostahimili mshtuko hutumika kama msingi, wakati aloi inayostahimili uchakavu hutumika kama kiambatisho. Mchanganyiko huu umetumika kwenye vifuniko vya mwisho wa upakiaji wa mashine za kusaga za AG/SAG. Kwa mfano, vifuniko vya mwisho wa upakiaji vya mashine za kusaga za AG/SAG hukumbana na uchakavu mkubwa wa eneo maalum. Kwa kuweka vipande vya chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi ndani ya mabari ya kuinua yaliyotengenezwa kwa msingi wa aloi ya kromu-molibdenamu, muda wa matumizi huongezeka kwa kiasi kikubwa.

Imearifiwa kwamba nchini China, kwa kutumia kanuni ya zege iliyotiwa nguvu, wavu wa chuma na chuma cha kutupwa cha aloi ya mfululizo wa kromu hutupwa kwa pamoja ili kutengeneza vifuniko. Katika jaribio la viwandani kwenye mashine ya kusaga yenye vipimo vya 5.50 m × 1.80 m, maisha ya huduma yalifikia karibu miezi 7, ambayo ni takriban mara 1.75 ya maisha ya liners za chuma cha manganisi ya juu za awali.

5.3.2.8 Ulinganisho wa Ustahimilivu wa Kuvaa kwa Vifaa vya Chuma

Mchanganyiko wa chrome-molybdenum ni mojawapo ya vifaa vinavyotumika sana kwa ajili ya vifuniko vya ndani vya mashine za kusaga, hasa kwa vifuniko vya ganda vya mashine za AG, SAG, na mashine kubwa za mpira, kwa sababu muundo wake mdogo wa pearlitic-ferritic unaweza kustahimili mshtuko mkali. Kwa shughuli nyingine za kusaga kwa ukubwa mkubwa kama vile kusaga kwa fimbo na kusaga kwa mipira, ambapo ukali wa mshtuko ni mdogo sana kuliko katika mashine za AG/SAG, vifaa mbalimbali vya aloi ngumu hutumika. Wakati kipenyo cha mpira ni chini ya 50 mm, vifuniko vya ndani vya mashine ya kusaga kwa mipira vinaweza kutengenezwa kwa chuma cha kutupwa kigumu. Hata hivyo, ikiwa ni zaidi ya 50 mm, vifaa vya aloi kama vile chuma cha kutupwa cha manganisi na chuma cha kutupwa cha chromium vinapaswa kupewa kipaumbele. Vifuniko vya kusaga kwa fimbo vimetengenezwa hasa kwa chuma cha aloi au chuma cha kutupwa. Wakati kipenyo cha fimbo ni chini ya 40 mm, vifuniko vya kusaga vya hatua vya Ni-Hard pia hutumika wakati mwingine.

Mazingira ya kusaga yenye msuguano mkubwa sana kwa kawaida hupendelea chuma cha martensitic-bainitic, kwa mfano katika mashine za kusaga mpira zinazofanyiwa upya. Kwa sasa, aloi zinazostahimili uchakavu zaidi ni chuma cha kutupwa chenye kromu nyingi na chuma cha kutupwa cheupe cha kromu-molibdenamu. Jedwali 5-3 Orodhesha na linganisha faida, hasara, wigo wa matumizi, na mipaka ya matumizi ya aina mbalimbali za vifuniko vya chuma. Jedwali 5-4 Inalinganisha viwango vya uchakavu vya vifaa mbalimbali vya aloi na mbinu za matibabu ya joto chini ya hali zilizotolewa.

Jedwali 5-3 Uteuzi wa sahani za kufunika za aloi mbalimbali

Jedwali 5-4 Uthabiti dhidi ya uchakavu wa laina mbalimbali za kusaga aloi 1401

Mwendelezo Jedwali 5-4

Kumbuka: RC1 – ugumu wa wastani wa uso mpya wa mpira wa chuma chini ya 1/8 inchi; RC2 – ugumu wa wastani wa uso uliovaliwa, ambao ni ugumu wa juu zaidi wa uso wa kazi;

AQ&T – Kuzimisha kwa hewa na kupoza; Q&T – Kuzimisha na kupoza; WQ – Kuzimisha kwa maji.

Ustahimilivu wa kuvaa kwa mchanganyiko kabla na baada ya matibabu ya joto huamuliwa hasa kwa ugumu wao wa makro; hata hivyo, mteremko wa mabadiliko ya ustahimilivu wa kuvaa kadri ugumu wa makro unavyoongezeka hutofautiana. Ustahimilivu wa kuvaa hutegemea sio tu ugumu wa chuma, bali pia muundo wake. Hata kama chuma tofauti zenye muundo tofauti zina ugumu uleule baada ya matibabu ya joto, ustahimilivu wao wa kuvaa unaweza kutofautiana, ikionyesha kuwa hakuna uhusiano wa thamani moja kati ya ustahimilivu wa kuvaa wa chuma mbalimbali na ugumu wao wa makro.

Imearifiwa [38] kwamba laina ya mchanganyiko wa chuma mbalimbali, kupitia mchakato unaofaa wa matibabu ya joto, ilipata sifa bora za mitambo, na thamani ya athari ikifikia 120–150 J. Ulinganisho wa utendaji na laina za mchanganyiko wa chrome-molybdenum zenye kaboni ya juu kwa milo za SAG unaonyeshwa katika Jedwali 5-5. Muundo wake (sehemu ya uzito) ni: C 1.1%–1.3%, Si 0.3%–0.8%, Mn 1%–14TP3T, Cr 0.8%–1.5%, Mo 0.1%–0.5%, V 0.3%–0.7%, Ti 0.05%–0.2%, P < 0.05%, na S < 0.03%. Laina hii ya mchanganyiko wa madini mengi imefanikiwa kutumika katika kinu cha SAG cha m 8.8 × 4.8 katika Inner Mongolia Mining Co., Ltd. na kinu cha SAG cha m 5.5 × 2.4 katika Tawi la Zhenyuan la Yunnan Gold Co., Ltd. (kama inavyoonyeshwa kwenye Mchoro 5-11 na 5-12). Matokeo ya matumizi yanaonyesha kuwa laina hii ya mchanganyiko wa aloi nyingi haibadilishi umbo, haivunjiki, na ina upinzani bora dhidi ya kuvaa, ikiwa na muda wa huduma takriban mara 1.3 zaidi ya bidhaa nyingine zinazofanana.

Mchoro 5-11 Matumizi ya laini ya mchanganyiko wa madini mengi katika kinu cha SAG huko Inner Mongolia [38]: (a) Iliyowekwa hivi karibuni; (b) Baada ya huduma.

Mchoro 5-12 Matumizi ya laini ya mchanganyiko wa madini mengi katika kinu cha SAG huko Yunnan [38]:
(a) Iliyowekwa hivi karibuni; (b) Baada ya huduma.

Jedwali 5-5 Ulinganisho wa utendaji kati ya laina za aloi ya chrome-molybdenum yenye kaboni ya juu na laina za aloi mchanganyiko [38]

Maelezo mafupi kuhusu kifupisho cha muundo wa metallurgy:

• T + C: Troostite iliyotiwa nguvu (au martensite/troostite iliyotiwa nguvu) + kabidi
• A na C: Austeniti + kabidi