Способ получения серого чугуна Советский патент 1989 года по МПК C21C1/00 C21C1/08 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению серого чугуна с пластинчатой формой графита для ответственного автомобильного литья, например, отливок гильз цилиндров две, полученных при центробежном литье.

Цель изобретения - сокращение времени плавки и повышение твердости отливки после закалки токами высокой частоты. Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем легирование чугуна лигатурой никель - медь - хром - кремний - марганец - титан на основе железа и модифицирование расплава ферросилицием 75% дополнительно вводят в количестве 0,1-0,6 от массы жидкого чугуна, после чего проводят модифицирование, а в комплексной лигатуре соотношение между железом и никелем составляет ,-k,&k.

Под действием центробежных сил yi лерод, кремний, легирующие элементы неравномерно распределяются по сечению отливки, неравномерно распределя- ются и графитообразующие зародыши,оказывающие основное влияние на графитиза- цию.Медь как элемент .имеющий решетку гранецентрированного куба способствует графитизации ,что связано с укреплением связи медь - железо и диффузионной .графитизацией. При вводе меди менее 0,1% свойства чугуна пониженные, а . ввод более 0,6% уже не повышает их

СП

ю

00

со

СП

Ввод меди позволяет подготовить жидкий чугун к окончательному модифицированию графитизирующим модификатором, например, ферросилицием 75%.

При температуре 1 80-1520 0 вводится на дно ковша кусковая медь, которая хорошо растворяется и способствует затвердеванию чугуна по стабильной схеме.

Изменение соотношения железа к никелю в комплексной лигатуре приводит к повышению растворимости лигатуры при взаимодействии с расплавом, ускорению перехода ее в расплав и к сни- жению времени плавки.

Сочетание повышенного содержания никеля в комплексной лигатуре и промежуточного модифицирования медью спо собствует выравниванию графитизации по всему сечению отливки и повышению .твердости, особенно при закалке ТВЧ (токами высокой частоты).

Пример. Были получены серые чугуны по известному и предлагаемому способам.

Плавка по всем вариантам способов проводилась в тигельной печи ИТ-9 емкостью тигля 22,5 т. В качестве шихтовых материалов использовались литей- ные и передельные чугуны, стальной, чугунный лом, ферросплавы, чистые металлы, лигатуры. Температура перегрева составляла 1500- 320 С, Температура, при которой проводилось модифицирование, составляла 1460-1520°C.

Заданный состав чугуна, мас.: углерод 3,2-3,5; кремний 2,Т-2,6; марганец 0,6-0,8; хром 0,, «5; фор до 0,2; никель 0,15-0,25; титан 0,03-0,08; медь 0,3-0,6, Fe остальное

Порядок завалки следующий: на болото 5 т заваливали возврат, комплексную лигатуру, затем остальные шихтовые материалы. Медь давали в виде кусков в ковш.

; Регистрировалось время выплавки чугуна, которое определялось от момента включения печи при полной завалке до выпуска чугуна. Выплавленный чугун поступал непосредственно в канальный миксер емкостью 2,5 т и порциями в карусели для отливки гильз Чугун модифицировался ферросилицием 75 - ФС75Л размером фракции 1-3 мм.

с

o

5

0

5

о

.«

дз

5

50

Отработанные гильзы подвергались закалке ТВЧ, после чего определялась твердость на закаленной поверхности. Данные по количеству вводимой меди, соотношения железа к никелю в комплексной лигатуре, составы и количество вводимой в металлозавалку лигатуры, разница твердости по сечению отливки, твердость гильз после закалки ТВЧ, время плавки введены в таблицу.

Из данных таблицы следует, что применение предлагаемого способа получения серого чугуна позволяет снизить на 12,5 время плавки, снизить разницу твердости по сечению центробежной отливки на З .

Из данных таблицы следует, что оптимальным является промежуточное модифицирование 0,5-0,6% меди при соотношении железа к никелю в комплексной лигатуре 4, 47- ,.

Применение данного способа позволяет также утилизировать отходы, снизить себестоимость отливок, снизить брак по кольцевым трещинам и усадочной пористости, улучшить прира- батываемость.

Получаемые при этом свойства чугуна следующие: разница в твердости по сечению 20-18 ед., НВ, твердость после закалки ТВЧ 43 ед. HRC, время плавки сокращается до 0 мин.

Формула из об р е т е н и я

Способ получения серого чугуна, включающий ввод в металлозавалку комплексной лигатуры, содержащей железо, кремний, никель, медь, выплавку и перегрев расплава, модифицирование 75%-ным ферросилицием, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени плавки и повышения твердости отливки после закалки токами высокой частоты, в расплав дополнительно вводят медь в количестве 0,1- 0,6% от его массы после перегрева расплава и проводят его модифицирование, при этом отношение железа к никелю в комплексной лигатуре равно 4, 47- ,8.

Известный; 1) легирование лигатурой по а.с, 928830 состава, мае.: 5,1 Ni; ,55 Si; 2,6 1,2 Cj 5,5 Си; 0,5 li; 0,3 Mn; 0,3 Co; 80 Fe 2) модифицирование 0,3 от веса жидкого чугу ферросилицием 75

Предлагаемый - I. 1) легирование лигатурой, содержащей, мае.: 15 N1; 2,0 Si; 1,7 Сг;

2.7С; 5,7 Си; 0,9 Мп; 0,4 Р; 72,6 Fe в колистве 2,6 от веса металлозаеалки;

2)промежуточное модифицирование медью 0,1 веса расплава;

3)модифицирование 0,3 ферросилицием ФС75 от веса расплава

Предлагаемый II. 1) легирование лигатурой, содержащей, нас.: IS,2S Ni; 2,1 Si; t,85 Cr 2;75 C; 6,1 Cu; 1,0 Mn; 0,5 P; 70,45 Fe в количестве 1|Б от веса металлозавалки

2)модифицирование 0,5 от веса расплава (промежуточное)

3)модифицирование 0,3 ферросилиция ФС75 от веса расплава

Предлагаемый III. 1) легирование лигатурой, содержащей, мае.; 15,5 Ni, 2,2 Si; 20 Сг;

2.8С; 6,5 Сч; 1,1 Мп; 0,6 Р; 69,3 Fe в количестве 0,5 от веса металпозавалки

2)модифицирование медью в количестве 0,6 от веса расплава (промежуточное)

3)модифицирование 0,3 ферросилиция 75 от веса расплава

Запредельный I. 1) легирование лигатурой,

содержащей 15,75 N1; 2,2 S1; 2,0 Сг; 2,8 С;

6,5 Си; 1,1 Мп; 0,6 Р; 69,05 Fe в количестве

1,85 от веса металлозавалки

2)модь .фицирование 0,7 меди от веса жидкого расплава

3)модифицирование 0,3% ферросилиция ФС 75 от веса расплава

Запредельный II. I) легирование лигатурой, содержащей,мас. 1(,75 Ni; 2,0 Si; 1,7 Cr; 2,7 С; 5,7 Си; 0,9 Мп; 0,4 Р; 72,85 Ке в количестве 1,85 от веса металлозавалки

2)промежуточное модифицирование 0,05 меди от веса расплава

3)модифицирование Q,J ферросилиция 75 от веса расплава

Запредельный III. О легирование лигатурой, содержащей,масД 11|,75 Ni; 2,0 Si; 1,7 Cr; 2,7 С; 5,7 Си; 0,9 Мп; 0,4 Р; 72,5 Fe в количестве 0,85 от веса металлозавалки 2) модифицирование 0,3 ферросилиция 75 от веса расплава

15,7

160

3038

t,uk

135

22kl

«.,62

1l|0

I,1(7I

18)3

.38

150

20ki

ЧЭ

155

2l«liO

,9

156

2639

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению серого чугуна с пластинчатой формой графита для ответственного автомобильного литья, например отливок гильз цилиндров ДВС, полученных при центробежном литье. Цель изобретения - сокращение времени плавки и повышение твердости отливки после закалки токами высокой частоты. Это достигается тем, что чугун легируется комплексной лигатурой NI-CU-FE с отношением FE/NI, равным 4,47 - 4,84, медью в количестве 0,1 - 0,6% от массы жидкого чугуна с последующим модифицированием расплава 75%-ным FESI. Оптимальным является промежуточное модифицирование 0,5 - 0,6% CU при отношении FE/NI, равном 4,62. Способ позволяет получить разницу в твердости по сечению 18 - 20 ед. HB, твердость после закалки ТВЧ 43 ед. HRC и сократить продолжительность плавки до 140 мин. 1 табл.

Составитель Е.Архипенкова Редактор М.Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор;Н.Король

Заказ 7616/23

Тираж 530

ВНИИПИ Госуларственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. «/5

Подписное