Devido à alta tenacidade do material compósito de aço-liga e alto teor de manganês, uma liga resistente ao desgaste com alta dureza pode ser aplicada na superfície, melhorando significativamente a resistência superficial do dente da caçamba e, consequentemente, obtendo-se um dente de caçamba mais adequado. Considerando a alta resistência à seca, devem ser selecionadas ligas de revestimento com alta dureza e boa resistência ao desgaste para o material.
De acordo com estudos relevantes, a liga de alto teor de ferro apresenta maior resistência ao desgaste do que o aço de alto teor de manganês, sendo que a liga de alto teor de ferro ou a liga de ferro fundido martensítico são utilizadas na fabricação de dentes de caçamba novos e no reparo de dentes de caçamba antigos. No tratamento de reparo, a chama de acetileno pode ser aplicada na ponta do dente de caçamba antigo, deixando um sulco específico, e então, utilizando uma vareta de solda de aço manganês austenítico, realiza-se o tratamento correspondente à forma original, finalizando com uma soldagem de revestimento na superfície para melhorar a resistência ao desgaste de escavadeiras de grande porte em minas.
Primeiro, o mecanismo de corte.
Quando o dente da caçamba interage com a rocha (minério) sob alta carga de impacto, por um lado, o contato com a superfície da rocha (minério) gera uma grande força de impacto. Se a resistência ao escoamento do material do dente da caçamba for baixa, a ponta do dente sofrerá uma certa deformação plástica, o que facilita a formação de um sulco plástico. Por outro lado, quando o dente da caçamba é inserido na rocha (minério), se a dureza do dente for menor que a dureza da rocha (minério), as partículas da rocha (minério) serão empurradas para a superfície do dente da caçamba, produzindo cavacos longos em forma de curva ou espiral, formando um sulco de corte, que pode ser acompanhado por microcavacos. A lasca, devido à ação de cisalhamento e ao grande número de deformações, produz uma grande quantidade de calor latente de deformação, resultando em degraus de deslizamento próximos e bem organizados, formando rugas. Além disso, o atrito com a rocha (minério) produz calor por fricção, e o calor latente de deformação combinado com o calor por fricção faz com que a temperatura da lasca suba acentuadamente, provocando recristalização dinâmica, amolecimento por revenimento, mudança de fase dinâmica, etc., alterando a estrutura interna da lasca e, em alguns casos, apresentando também fenômeno de fusão localizada.
Segundo, mecanismo de descascamento por fadiga
O dente da caçamba é inserido na rocha (minério) em movimento de vaivém, e o sulco plástico formado na superfície é esmagado por partículas de rocha durante o levantamento repetido, o que pode formar uma superfície metálica com múltiplos fluxos. Trincas e fissuras frágeis serão produzidas quando a tensão no material do dente da caçamba exceder o limite de resistência. As primeiras fissuras ocorrem perpendicularmente à direção do desgaste, enquanto as outras ocorrem na direção do desgaste, apresentando estrias lisas e sulcadas na face frontal, mais planas na face posterior e estrias sobrepostas formadas pela deformação por esmagamento nas laterais. Se a rocha for angular, ela cisalhará a camada deformada e formará detritos planos e lascados com bordas ásperas. Há também situações em que, quando o dente da caçamba e a rocha atuam repetidamente, a deformação plástica do dente da caçamba causa um alto efeito de endurecimento por deformação, tornando a superfície do dente frágil. Sob o forte impacto da rocha, a superfície do dente formará lascas frágeis e apresentará fissuras radiais de diferentes profundidades. Essa característica de fissuração frágil também é estritamente um mecanismo de lascamento por fadiga. O mecanismo de falha por desgaste está relacionado ao material e às condições de trabalho, incluindo principalmente corte, descascamento por fadiga e outros mecanismos. De modo geral, o mecanismo de corte domina o processo de falha por desgaste dos dentes da caçamba, atingindo mais de 70%. Com o aumento da dureza dos dentes da caçamba, o mecanismo de descascamento por fadiga aumenta gradualmente, representando de 20 a 30%. Quando a dureza do material atinge o limite superior, a fragilidade aumenta e pode ocorrer lascamento frágil. Para as condições de trabalho dominadas pelo mecanismo de corte, melhorar a dureza do material do dente da caçamba contribui para melhorar sua resistência ao desgaste. Para o mecanismo de descascamento por fadiga, o material precisa ter um bom ajuste duro e resistente.Alta durezaAlta tenacidade à fratura, baixa taxa de crescimento de trincas e alta resistência à fadiga por impacto contribuem para melhorar a resistência ao desgaste dos materiais.
Data da publicação: 27/06/2023