Лигатура Советский патент 1986 года по МПК C22C35/00 

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к ферросплавам и лигатурам, применяемым для вне печной ковшовой обработки чугуна.

Цель изобретения - повышение износостойкости и герметичности чугуна при сохранении показателей обрабатываемости режущим инструментом.

Пример. Лигатуру получают на электрометаллургическом комбинате путем сплавления ферросилиция, меди, ферробора, феррохрома, металлическог алюминия и силикокальция в индукционной печи. Для корректировки состава лигатуры по содержанию углерода присаживают электродный бой. Полученную лигатуру измельчают на щековых дробиках до фракции менее 6 мм. Фракцию мнее 0,5 мм отсеивают на сите.

Лигатуру вводят в ковш после его заполнения на 0,2-0,25 объема в количестве 1,0% от массы расплава. Исходный состав чугуна, мас.%: С 3,38; Si 2,65; Мп 0,69; S 0,068; Р 0,083.

Температура чугуна при введении лигатуры 1360-1350 с. Для сравнения расплавленный чугун обрабатывают известной лигатурой со средним составом, мас.%: Si 70,0; Са 3,5; А1 0,9; С 0,6.

Медь и бор, находящиеся, в лигатуре в виде od-раствора бора и меди и медьбористой эвтектики, в присутствии хрома совместно с остальными компонентами лигатуры растворяются в аустените и феррите, в том числе являющемся составной частью перлита, искажают его кристаллическую решетку, вызывают дисперсионное твердение, чем улучшают упруговязкие свойства и прочность металлической основы.

Одновременно, вследствие изменений условий графитизации, увеличива - ются расстояния между включениями графита, следствием чего являются увеличение износостойкости и герметичности чугуна. Это происходит без заметного изменения дисперсности перлита, при умеренном повышении твердости и сохранении приемлемой обрабатываемости чугуна.

Кремний, алюминий, углерод и кальций в указанных количествах улучшают условия для действия меди, бора и хрома, структуру графита и расстояния между его включениями, препятствуют отбелу отливок. Железо.

10

15

20

25

2196642

является растворителем остальных компонентов лигатуры.

При содержании меди, бора и хрома меньшем нижних пределов указанных диапазонов эффективность воздействия лигатуры на структуру чугуна заметно снижается. Повышение верхних пределов приводит к чрезмерному повышению твердости чугуна, ухудшению его обрабатываемости.

При содержании кремния штюминия и углерода меньшем нижних пределов диапазонов в чугуне, обработанном лигатурой, возникает отбел и ухудшается обрабатываемость. Повышение верхних пределов содержаний элементов приводит к снижению износостойкости и герметичности чугуна.

Отливки, полученные из чугуна, обработанного лигатурой в количестве 1% от массы расплава, обладают хорошей обрабатываемостью, а изделия после обработки характеризуются повышенной износостойкостью за счет изменения структуры графита и упру- говязких свойств металлической основы чугуна.

Износостойкость чугуна, обработанного лигатурой, определяют на машине СМЦ-2 при трении скольжения со смазкой, содержащей абразивные частицы. Величину относительной износостойкости рассчитывают как частное от деления величины износа образцов эталона на величину износа испытываемого чугуна. Твердость НВ измеряют при вдавливании шарика 0 10 мм под нагрузкой 3000 кг. Герметичность определяют, подвергая образцы одностороннему давлению керосина. Относительную герметичность g определяют как частное от деления величины герметичности испытываемого чугуна на величину герметичности серийного чугуна,

Обрабатываемость проверяют-при точении образцов чугуна резцами, оснащенными пластинками твердого сплава, и оценивают длительностью работы резцов от начала испытаний до возникновения на задней грани резца площадки износа шириной 2 мм. Относительную обрабатываемость С рассчитывают как частное от деления обрабатываемости испытанного чугуна на обрабатываемость серийного чугу- - на.

Для получения комплексной характеристики качества чугуна в отноше30

35

40

45

50.

55

312196644

НИИ его износостойкости, герметич-сительной герметичности g и относиности и обрабатываемости определяюттельной обрабатываемости С. Химичеспоказатель Z, как произведение от-кий состав лигатур и результаты

носительной износостойкости , отно-испытаний приведены в таблице.

9,032,00,9 5,44,6

10,035,01,0 6,04,0

15,045,02,0 9,06,0

20,055,03,012,08,0

22,060,5З.,313,58,8

70,0НетНетНет0,9

Вариант

1771,201,311,181,85

1791,251,351,171,97

1871,381,411,122,18

2021,421,441,022,08

2051,441,450,911,90

1751,051,11,081,25

1651,01,0-1,01,0

Среди вариантов состава лигатуры третий вариант 3 соответствует среднему значению диапазонов содержаний элементов разработанной лигатуры. Варианты 2 и 4 - пределам диапазонов содержания элементов. Варианты 1 и 5 получают при содержаниях элементов, выходящих за преде0,01Ост.

0,,,, 3,5 - Продолжение таблицы

Известный чугун Серийный чугун

лы установленных диапазонов. Вариант 6 - известный, вариант 7 - серийный чугун.

Из приведенных данных видно, что при среднем содержании элементов предлагаемой лигатуры отно(и- тельная износостойкость чугуна, обработанного ею, возрастает в 1,38 ра5 12196646

за, относительная герметичность -месть, находится в пределах 1,97- в 1,41 раза, относительная обрабаты-2,18, достигая максимума при сред- ваемость - в 1,12 раза в сравнениинем содержании лигатуры. с теми же характеристиками серийно-, При применении известной лигатуры го чугуна.величина комплексного показателя Комплексный показатель качествасоставляет 1,25, что значительно чугуна, учитывающий его износостой-меньше, чем в случае применения пред- кость, герметичность и обрабатывае-лагаемой.