ЛИГАТУРА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ НИЗКОЛЕГИРОВАННЫХ ЧУЧУНОВ Российский патент 1997 года по МПК C22C30/00 C22K1/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам лигатур для обработки железоуглеродистых сплавов.

Известная легирующая смесь для выплавки низколегированного валкового чугуна, содержащая 10 14% углерода, 20 34% подового шлака от сжигания мазута и шлам абразивной обработки прокатных валков [1] Смесь предназначена для легирования чугуна ванадием и позволяет снижать брак литья на 12%
Однако шлам абразивной обработки прокатных валков имеется далеко не на каждом машиностроительном предприятии, имеющем литейное производство как заготовительную базу, поэтому специально транспортировать шлам с металлургических комбинатов к месту его использования делает его дорогим и далеко не всем доступным.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является легирующая смесь для выплавки чугуна, содержащая 75 80% полупродукта до извлечения меди из отвальных шлаков, 12 15% углерода и подового шлака от сжигания мазута [2]
Введение в смесь полупродукта доизвлечения меди из отвальных шлаков обеспечивает повышение качества чугуна, однако содержание меди в полупродукте составляет всего 12,6% что требует значительной доли в легирующей смеси полупродукта, с которым в смесь попадают и нежелательные примеси, такие как сера и фосфор.

Целью изобретения является снижение стоимости лигатуры, повышение ее реактивной чистоты и получение чугуна перлитного класса.

Это достигается тем, что в качестве лигатуры используют стружку кремнистой латуни.

Кремнистая латунь содержит 75 85% меди, 2,5 4,5% кремния,0,8 - 1,8% олова, до 1% марганца и незначительное количество (~ 2,5%) примесей (сурьмы, алюминия и некоторых других), остальное цикл [2,3]
Легирование чугуна медью и оловом, присутствующим в латуни, способствует перлитизации его структуры и положительно сказывается на механических свойствах.

После обработки получается чугун перлитного класса с мелкими (25 90 мкм) включениями графита. Содержание меди в чугуне в результате легирования составляет 0,4 1,0% а олова 0,02 0,055, что является достаточным для достижения поставленной цели.

Пример применения лигатуры. Чугун выплавлялся в вагранке, температура заливки по оптическому пирометру составляла 1350 1380^oC. При выпуске чугуна из вагранки на желоб в струю металла подавалась стружка кремнистой латуни из расчета 6 11% от массы металла. В процессе заливки отливались образцы для проведения химического анализа и испытания на механические и эксплуатационные свойства, некоторые данные которых приведены в табл. 1.

В табл. 2 представлены результаты металлографического анализа, которые показывают, что исследуемый чугун перлитного класса с мелкими (25 90 мк) включениями графита.

Результаты испытания чугуна на термостойкость приведены в табл. 3. Испытания проводили на специальной установке. Нагрев образцов диаметром 5 мм осуществляется проходящим постоянным током, охлаждение в воздушном потоке. Параметры термоцикла t_max 700^oC. t_min 350^oC, скорость нагрева60^o/с, скорость охлаждения35^o/с, общее время цикла 16 17 с. Контроль температуры производился двумя термопарами ХА диаметром 0,3 мм, 0,3 мм, которые приваривались в середине рабочей части образца. В процессе испытания с помощью автоматического счетчика контролировали число термоциклов до появления первой видимой трещины и общее число циклов до разрушения образца.

Как видно из полученных данных, в результате обработки предлагаемой лигатурой получен чугун, выгодно отличающийся по механическим и технологическим параметрам от исходного.

Термостойкость обработанной стружкой чугуна кремнистой латуни выше исходного. При этом возрастает не только общее число термоциклов, но и увеличивается количество термоциклов до появления первой трещины. Это говорит о высоких эксплуатационных свойствах чугуна в условиях повторяющихся термосмен и высоких температур.

Применение предлагаемой лигатуры дает значительный экономический эффект, так как в ее качестве применяются бросовые отходы собственного производства, имеющиеся практически на любом машиностроительном предприятии, что в условиях рыночных отношений приобретает большую актуальность.

Использование: металлургия, в частности при обработке железоуглеродистых сплавов. Сущность изобретения: в качестве лигатуры для получения низколегированного чугуна применяют стружку из кремнистой латуни. 3 табл.

Применение стружки из кремнистой латуни в качестве лигатуры для получения низколегированного чугуна.