Лигатура Советский патент 1989 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам лигатур для модифицирования чугуна при получении непрерывно-литых заготовок, работающих в условиях статических и динамических нагрузок и трения.

Цель изобретения - повьппение механических, фрикционных свойств и износостойкости чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержал1;ая медь, алюминий, фосфор, углерод и железо, дополнительно содержит церий, бориды марганца и кальций при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Медь11-25

Алюми и ий2-25

ФосфорВ 15

Церий25-35

Бориды марганца 7-12

Углерод2-6

Кальций3-7

ЖелезоОстальное

Существенными отличиями предлагаемой лигатуры являются введение боридов марганца, церия и кальция, которые значительно повышают прочность; ударную вязкость, другие механические свойства и увеличивают фрикционные свойства чугуна и его износостойкость.

Дополнительное введение церия усиливает модифицирующее влияние лигатуры, обеспечивает повьшгение фактора формы графита, механических и фрикционных свойств чугуна. При кон4i k

to

СЛ

СО

31497

центрации церия до 25 мас.% компактность графита в чугуне и модифицирую щая способность низкие, а увеличение содержания церия более 35 мас.% шает его угар, снижаются служебные свойства чугуна, однородность структуры, стабильность его механических и фрикционных свойств.

Дополнительное введение боридов марганца обеспечивает существенное измельчение структуры чугуна, повышение его твердости и износостойкости. При концентрации боридов марганца до 7 мас,% повышение твердости износостойкости и контактной вынос- ливости недостаточное, а при увеличении боридов марганца более 12 мас.% снижаются пластические, фрикционные свойства, увеличивается отбел и сни- жается износостойкость.

.Ввод в состав лигатуры кальция способствует сфероидизации графита, измельчению структуры матрицы чугуна, повышению рафитизирующей спо- собности и степени усвоения компонентов чугуном, что повышает его мехайи- ческие составы. При концентрации кальция до 3,0 мас.% графитизирующая и сфероидизирующая способность лига- туры недостаточны, а при увеличении концентрации кальция более 7 мас.% снижаются фрикционные и механические свойства чугуна.

Медь и алюминий в лигатуре явля- ются основными легирующими компонентами, обеспечивающими повышение механических свойств. При их концентрации более 25 мас.% каждого снижаются коэффициент трения и фрикци- онные свойства, при концентрации меди до 11 мас.% и алюминия до 2 мас.% снижаются механические свойства чугуна.

Фосфор в лигатуре в количестве 8-15 мас.% способствует получению .в чугуне перлитной матрицы и повышению его фрикционных свойств. При концентрации фосфора до 8 мас.% сни- жаются фракционные свойства и изно- состойкость чугуна, а при концентрации его в лигатуре свьш1е 15 мас.% снижается ударная вязкость чугуна.

Пример. Опытные плавки лига- тур провод;1т в индукционных печах с тиглем емкостью 150 методом переплава электролитической меди, алюминия, феррофосфора, ферроцерия и кальция. При 1080-1 в расплав вводят бориды марганца и разливают лигатуру по формам.

Для выплавки предлагаемой лигатуры используют следующие материалы: медь НО, алюминий АВ91., феррофосфор доменный ФФ, графитовая стружка, . полученная при обточке электродов, ферроцерий, бориды марганца в порошкообразном виде БНм1 и карбид кальция.

В таблице приведены составы выплавленных лигатур, которые испытывают при модифицировании чугуна, вьт лавленного в вагранке производительностью 5-т/ч. Лигатуру вв одят в ковш при выпуске чугуна из вагранки под струю при наполнении ковша металлом на 1/3 его высоты в количестве 0,8% от массы запиваемого расплава.

Испытания на задиростойкость проводят при скоростях от 360 до 32000 об/мин на высокоскоростных машинах трения. Одно кольцо закреплялось неподвижно в обойме и поджималось в процессе испытаний к неподвижному кольцу с заданным усилием. Перед испытанием рабочие торцы колец протирались и на их поверхность наносят по 1 капле машинного масла. Величину произведения удельного давления и скорости скольжения перед началом задирообразования регистрируют в каждом опыте и по 3-5 опыта находят среднюю и заносят в таблицу.

Оценку износостойкости, фрикционной теплостойкости и коэффициента трения проводят в соответствии с известной методикой. При измё рении износа используют профилограф-профило- метр модели 253.

В таблице приведены механические и фрикционные свойства модифицированных чугунов,

Как видно из данных таблицы использование предлагаемой лигатуры дл модифицирования чугуна обеспечивает повышение его предела прочности, ударной вязкости, износостойкос ти и фрикционных свойств, .

Экономический эффект достигается за счет повьшгения износостойкости чугуна при фрикционном износе на 30-62% и его предела прочности на 40-60%.

Формула изобретения

Лигатура, содержащая медь, алюми- ,НИИ, фосфор, углерод и железо, о тличающаяся тем, что, с целью .повьпления механических, фрикционных свойств и износостойкости чугуна, она дополнительно содержит церий, бориды марганца и. кальций при следующем соотношении компонентов, мас.%:

арганца

11-25

2-25

8-15

2-6 25-35

7-12

3-7 Остальное

Изобретение относится к металлургии ,в частности, к составам лигатур для модифицирования чугуна при непрерывных методах литья. Цель изобретения - повышение механических, фрикционных свойств и износостойкости чугуна. Поставленная цель достигается тем, что лигатура содержит медь, алюминий, фосфор, углерод, церий, бориды марганца, кальций и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь 11-25, алюминий 2-25, фосфор 8-15, церий 25-35, бориды марганца 7-12, углерод 2-6, кальций 3-7, железо остальное. Дополнительный ввод в состав лигатуры церия, боридов марганца и кальция обеспечивает повышение в 1,5-2 раза механических и фрикционных свойств чугуна за счет получения шаровидного графита в структуре и более мелкозернистой матрицы чугуна. 1 табл.