ЛИГАТУРА Российский патент 1994 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к лигатурам, и может быть использовано для выплавки чугунов с последующим получением из них ответственных отливок.

Известна лигатура следующего химического состава, мас.%: Углерод 0,3-3,0 Кремний 0,7-8,0 Марганец 0,1-5,0 Хром 0,3-6,0 Медь 2-10 Титан 0,05-1,5 Ванадий 0,05-1,85 Никель 6-25 Алюминий 0,1-0,6 Кальций 0,05-5,2 Кобальт 0,08-1,2 Азот 0,012-0,08 Железо Остальное [1]
Однако чугуны, выплавленные с использованием этой лигатуры, обладают невысокой плотностью и горячей твердостью, а отливки, залитые этими чугунами, имеют повышенное количество трещин, газовых и усадочных раковин.

Наиболее близким к предлагаемой лигатуре сплавом является чугун следующего состава, мас.%: Углерод 2,5-3,5 Кремний 1,5-2,2 Марганец 1,0-1,5 Хром 0,05-0,40 Медь 0,1-0,3 Титан 0,01-0,50 Ванадий 0,1-0,7 Никель 0,01-0,50 Бор 0,01-0,15 Железо Остальное [2]
Этот сплав может содержать также до 0,04% фосфора и серы в виде примесей.

Чугуны, выплавленные с использованием этого сплава, имеют недостаточную плотность и горячую твердость при наличии в отливках газовых и усадочных раковин.

Цель изобретения - повышение плотности и горячей твердости выплавляемого чугуна при уменьшении брака отливок по газовым и усадочным дефектам.

Предлагаемая лигатура, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, медь, титан, ванадий, никель, бор и железо, содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: Углерод 1,3-3,0 Кремний 0,1-0,5 Марганец 0,10-1,5 Фосфор 0,05-0,20 Сера 0,05-0,20 Хром 0,04-1,0 Медь 0,03-1,0 Титан 0,05-0,30 Ванадий 0,03-0,30 Никель 0,03-0,15 Бор 0,002-0,006 Железо Остальное
При разработке требований к лигатуре было определено, что она должна представлять собой сплав на основе железа, не имеющий выделений графита.

При соблюдении этих условий использование разрабатываемой лигатуры позволит повысить уровень свойств выплавляемого на ее основе чугуна не столько за счет его легирования, сколько в результате улучшения наследственных свойств металла.

Предложенная и известная лигатуры выплавлены на основе попутного продукта, получаемого при производстве титановых шлаков (табл.1).

Пример конкретного выполнения.

Чугун выплавляли в большегрузной индукционной печи на шихте, состоящей из 45% лигатуры, 15% чушковых чугунов, 15% стальных отходов, 10% ферросплавов, собственные чугунные отходы - остальное. Температура выпуска чугуна из печи - 1500^oC. Температура заливки образцов и отливок - 1400^oC.

Химический состав чугунов приведен в табл.2.

Свойства чугунов приведены в табл.3.

Твердость и плотность исследовали на стандартных образцах.

Наличие газовых раковин определяли на отливках гильз цилиндров, а наличие усадочных раковин и пористости - на отливках блоков цилиндров. В обоих случаях это делали после механической обработки.

Анализ данных, приведенных в табл. 1-3, показывает, что в сравнении с известным сплавом использование предложенной лигатуры позволяет повысить свойства чугуна при улучшении качества изготовленных из него отливок.

Использование: при выплавке чугунов для получения ответственных корпусных отливок. Сущность изобретения: для повышения плотности и горячей твердости при уменьшении брака по газовым и усадочным дефектам лигатура содержит, мас. % : 0,3 - 3,0 углерода; 0,1 - 0,5 кремния; 0,10 - 1,5 марганца; 0,05 - 0,20 фосфора; 0,05 - 0,20 серы; 0,04 - 1,0 хрома; 0,03 - 1,0 меди; 0,05 - 0,30 титана; 0,03 - 0,30 ванадия; 0,03 - 0,15 никеля; 0,002 - 0,006 бора; железо - остальное. Чугун, выплавленный с использованием лигатуры, имеет плотность 7,05-7,12 г/см³,, твердость при 20°С 197-217 НВ, при 500°С 187 - 207 НВ, количество отливок с газовыми и усадочным дефектами не превышает 0,4%.

ЛИГАТУРА, содержащая углерод, кремний, марганец, фосфор, серу, хром, медь, титан, ванадий, никель, бор и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения плотности и горячей твердости выплавляемого чугуна при уменьшении брака отливок по газовым и усадочным дефектам, она содержит элементы в следующем соотношении, мас.%:
Углерод 1,3 - 3,0
Кремний 0,1 - 0,5
Марганец 0,10 - 1,5
Фосфор 0,05 - 0,20
Сера 0,05 - 0,20
Хром 0,04 - 1,0
Медь 0,03 - 1,0
Титан 0,05 - 0,30
Ванадий 0,03 - 0,30
Никель 0,03 - 0,15
Бор 0,002 - 0,006
Железо Остальное