Лигатура для серого чугуна Советский патент 1987 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к металлур - гни, в частности к разработк-е составов лигатур для серого чугуна.

Цель изобретения - повышение износостойкости чугуна и улучшение его обрабатываемости.

Лигатуру для серого чугуна получают сплавлением металлических компонентов в индукционной печи или вое- становительной плавкой в рудно-терми- ческой электропечи. После измельчения до фракции 0,5-6 мм лигатуру используют для обработки жидкого чугуна в . В процессе обработки компо- ненты лигатуры равномерно распределяются в объеме жидкого чугуна.

Бор в количестве 7-12 мас.% и медь в количестве 15-30 мас,% в чугуне дают мелкие равномерно распределенные включения сложных карбоборидов. Образование сложных карбоборидов обусловлено тем, что при введении лигатуры в жидкий чугун частицы кристаллов р)-твердого раствора меди в боре, имеющиеся в лигатуре, не полностью растворяются в жидком чугуне. Эти соединения пополняют число зародышей и участвуют в росте кристаллов сложных карбоборидов. При этом в присут- ствии фосфора в кристаллическую решетку сложных карбоборидов, наряду с атомами железа, углерода и бора, входят атомы меди и имеет место уменьшение частиц графита.

Кремний, алюминий и углерод в количестве 5-30, 0,5-2,0 и 0,01-1 мас. соответственно препятствуют кристаллизации крупных пластин цементита и предотвращают ухудшение обрабаты- ваемости резанием.

Железо является растворителем компонентов лигатуры, снижает их активность и угар при модифицировании.

После обработки чугуна лигатурой его заливают в литейные формы, при охлгшдении отливок и дальнейшей кристаллизации чугуна отбел не возникает свободный феррит не образуется.

Полученная структура чугуна с дне персными равномерно распределенными включениями сложных карбоборидов, с атомами меди в их кристаллической решетке, практически не увеличивает сопротивление материала разрушению в зоне резания и, в то же время, препятствует износу изделия в процессе работы на трение в присутствии абра- з ивных частиц.

При содержании бора, меди и фосфс ра, меныием нижних пределов диапазонов, эффективность их воздействия суш,ественно снижается. Превыше1гие верхних пределов содержания этих элементов при толщине стенок отливок не более 40 мм может привести к отбелу и существенному ухудшению обрабатываемости чугуна режущим инструментом

При содержании кремния, алюминия и углерода, меньшем нижних пределов диапазонов, возникает отбел и ухуд1иа ется обрабатываемость. Превышение верхних пределов содержаний этих элементов приводит к снижению износостойкости изделий из чугуна.

Изделие из чугуна, обработанного лигатурой для серого чугуна предлагаемого состава, обладает повышенной износостойкостью вследствие наличия карбоборидов сложного состава с включениями меди в их кристаллической решетке,

Пример. Лигатуру для серого чугуна получают путем сплавления ферросилиция с. медью, ферробором и алюминием в индукционной печи. Корректировку состава по содержанию углерода фосфора и железа делают присадкой графитового боя, феррофосфораи стальной обсечки. Лигатуру измельчают до фракции, не превышающей 6 мм, и вводят в струю жидкого чугуна после заполнения ковша на 0,2-0,25 объема в количестве 0,4% от массы расплава.

Исходный состав чугуна, %: С 3,45 Si 2,4; Мп О 0,8;S 0,8 ;Р0,09,Температура при модифицировании 1320-1340° Отливают образцы для испытаний на износ и обрабатываемость режущим инструментом,

Для сравнения проводят обработку чугуна известной лигатурой.

Испытания на износ проводят при трении скольжения со смазкой, содержащей порошок электрокорунда зернистостью 10 мкм в количестве 10 мас,%.

Из испытуемого чугуна изготавливают диски, контртелом являются образцы из стали 45,

Обрабатываемость оценивают по стойкости инструмента при точении чугуна резцами, оснащенными пластинками твердого сплава,. Стойкость резцов определяют по длительности работы резца до появления на его задней грани износа шириной 3 мм.

1281598

В габ.члие приведены свойства чугу-фосфор и железо, о т л и ч а ю щ а яна после обработки лигатурами извест-с я тем, что, с целью повышения изFior o и предлагаемого составов,носостойкости чугуна и улучшения его

Как следует из данных таблицы, до-обрабатываемости, она дополнительно

полнительный ввод в состав лигатуры 5содержит бор.и медь при следующем

бора и меди повышает износостойкостьсоотношении компонентов, мас.%:

чугуна и улучшает его обрабатываемость.

Формула изобретения

Лигатура для серого чугуна, содержащая кремний, алюминий, углерод.

Кремний

Алюминий

Углерод

Фосфор

Бор

Медь

Железо

5,0-30,0 0,5-2,0 0,01-1,0 0,01-1,0

7,0-12,0 15,0-30,0 Остальное

Изобретение относится к разработке состава лигатур для серого чугуна. Цель изобретения - повышение износостойкости чугуна и улучшение его обрабатываемости. Лигатура для серого чугуна содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: кремний 5,0-30; алюминий 0,5-2,0; углерод 0,01-1,0; фосфор 0,01-1,0; бор 7-12,0; медь 15-30 и железо - остальное. Введение в состав лигатуры бора и меди обеспечивает повьшге- ние износостойкости чугуна и продолжительности работы резцов при точении чугуна. 1 табл. го 00 01 со 00