Чугун Советский патент 1987 года по МПК C22C37/06 

1339159

Изобретение относится к металлургии, а именно к чугунам для инструмента, обладающим красностойкостью при резании труднообрабатываемых сплавов.

Цель изобретения - повьппение твердости и относительной стойкости инструмента при резании в условиях ударно-абразивного изнашивания.

Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Угдерод3,0-4,2

Кремний0,5-1,0

Марганец1,0-1,5

Хром30,0-32,0

Азот0,1-0,2

Бор0,05-0,1

Ванадий8,0-10,0

Медь0,4-0,8

Цирконий0,1-0,3

ЖелезоОстальное

Структура чугуна после термической обработки представляет собой легированную углеродом, хромом и ванадием основу и кроме комплексных карбидов хрома и железа содержит карбо- бориды и карбонитриды хрома и ванади а также карбиды ванадия, отличаюп иес особой прочностью, компактной формой хорошо удерживаемые основой, модифицированной цирконием и легированной медью для снижения ее хрупкости.

Наличие в составе чугуна значительного количества ванадия и циркония до 0,3 мас.% приводит к изменению обычного механизма кристаллизации отливок, в результате чего структура охлажденного металла сильн измельчена, однако при отсутствии в металле поверхностно-активных вещест (например меди) инструмент выходит из строя как по причине образования сколов по режущей кромке, так и из- за низкой износостойкости.

Проведенные опытные плавки на исследование зависимости прочностных свойств от циркония и меди позволяют установить верхние пределы этих элементов в чугуне, содержащем, мас.%: хром 30-32; ванадий 8-10; марганец 1,0-1,5; кремний 0,5-1,0; бор 0,05- 0,1; азот О,1-0,2.

При увеличении циркония в сплаве (свьше 0,3 мас.%) резко падает стойкость отливки против горячих и холодных трещин, и отливка с таким содержанием циркония (при остальных легирующих в указанном соотношении) при охлаждении ниже 200 С разлетается на куски самопроизвольно. Добавка

циркония ниже предела 0,1 мас.% тоже эффективна, но значительно меньше. Необходимо считать оптимальным предел легирования чугуна цирконием 0,1 - 0,3 мас.%. Для предотвращения излишней хрупкости металла высоколегированного хромованадиевого чугуна при плавках в шихту добавляется ферромарганец в количестве не выше 3,0 мас.% и ферросилиций не выше 2 мас.%. Химический анализ всех плавок показывает незначительное колебание содержания марганца 1,0-1,5 мас.% и кремния 0,5- 1,0 мас.%. Роль марганца в таких сложнолегированных сплавах, как высоколегированный хромованадиевый чугун - снижение твердости металла (после отливки и термообработки). Однако при поиске верхнего предела легирования чугуна цирконием такого снижения

твердости и повьш1ения пластичности за счет марганца оказывается недостаточным .

Введение в состав чугуна меди до 0,8 мас.% повьш1ает ударостойкость инструмента, работающего при резании с ударами. Такие удары получаются при обработке поверхности с трещинами, при неравномерной глубине резания, при резании по раковинам на поверхности и при обдирке поверхности, содержащей шлаковую корку, пригар, окалину и пр.

Чугун выплавляют из ферросплавов в индукционной печи с керамическим

тиглем из плавленной извести. Шихта

содержит следующие компоненты,мас.%:

Электродный бой4,5

Хром металлический 30,0

Феррованадий27,0

Ферромарганец1,5

Ферросилиций1,5

Ферробор0,5

Цирконий металлический 0,5 Феррохром азотированный 5,0

Стальной ломОстальное

Из чугуна отливают в кокиль опытные резцовые пластинки для сборных резцов с механически закрепленными пластинами с задними углами без отрицательных фасок со стружечными канавками нормальной точности по ГОСТу. Режим термообработки предлагаемого чугуна: томление при 1245 С в течение 6-8 ч, подстуживание на воздухе до

313

500 С, выдержка при 500 С в течение 25 мин, нагрев до температуры закалки , выдержка при этой температуре для прогрева толщины металла и закалка в масло. Закаленным пластинкам проводят отпуск 1 ч при 250 С.

В таблице представлены сравнительные данные по твердости и износостойкости известного и предложенного чу- Гунов.

Формула изобретения

Чугун, преимущественно для инстру- мента, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, азот, бор и железо, отличающийся тем, что.

Составитель Г.Дудик Редактор Н.Гунько Техред Л.Сердюкова Корректор А,Обручар

4187/19

Тираж 604Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

594

с целью повышения твердости и отно- сительной стойкости инструмента при резании в условиях ударно-абразивног изнашивания, он дополнительно содержит ванадий, медь и цирконий при следующем соотношении компонентов, мае,%:

Углерод3,0-4,2

Кремний0,5-1,0

Марганец1,0-1,5

Хром30,0-32,0

Азот0,1-0,2

Бор0,05-0,1

Ванадий8,0-10,0

Медь0,4-0,8

ЦирконийО,1-0,3

ЖелезоОстальное

Изобретение относится к металлургии, в частности к чугунам для инструмента, обладаю цим красностойкостью при резании труднообрабатываемых сплавов. Цель - повышение твердости и относительной стойкости инструмента при резании в условиях ударно-абразивного изнашивания.Чугун имеет следующий химический состав, мас.%: С 3,0-4,2; Si 0,5-1,0; Мп 1,0- 1,5; Сг 30,0-32,0; N 0,1-0,2; В 0,05- 0,1; V 8,0-10,0; Си 0,4-0,8; Zr 0,2- 0,3; Fe - остальное. После обработки: томление при 1245 С в течение 6-8 ч; подстуживание до 500°С с вьщержкой при 500 С в течение 25 мин, нагрев до температуры закалки 970°С с выдержкой для прогрева и закалка в масло, отпуск при 250 С в течение 1 ч, чугун имеет HRC 63-68; относительную стойкость 0,6-0,95 ед. 1 табл. с ел со 00 X) ел со