Сплав на основе железа Советский патент 1980 года по МПК C22C38/38 

Целью изобретения .чи.-тясггся поЕьаиение износостойкости, прочности при изгибе и жидкотекучести сплава.

Для достижения указанной цели сплав на основе железа, содержащий углерод, кремний, марганец, хром н фосфор, дополнительно содержит медь и кальций при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Углерод1,1-1,4

Кремний0,0-0,9

Марганец2,0-2,5

17,0-19,0 0,12-0,16

2,0-2,5 0,05-0,1

. Остальное

Сплавы выплавлялись в индукционных neiax. Разливка осуществлялась в сухие формы ковшом, и сплав раскислен киликокальцием {СК-20).

Составы сплавов и их свойства представлены в табл. 1.

Таблица

Предлагаемый

1,4 0,87 2,4 19,0 - 2,5 О,16 0,1 3 32 1,3 0,67 2,2 18,0 - 2,2 0,14 0,07 2,5 30 1,1 0,61 2,01 17,0 - 2,0 0,12 0,05 2,0 26 Коэффициент относительной износосггтПкости определяли как отношение HC-iiiiiiiiLJ нзноса н весовых единицах известного сплава, у которого приня та К 1 и предлагаемых сплавов-. Иэносостопкость определялась на стенде гидроабразивного изнашивания где испытания проводились в среде водноугольной суспензии с содержанием- твердого 400 г/л при скоростях взаимодейстнип поверхностей испытыва ГФах образцов и твердых частиц угля 10 м/с. Кроме того, износостойкость сравн валась в промышленных условиях на шламовых насосах в схемах углеобогат тельных фабрик и определялась как отношение «сроков службы испытываемых сплавов к известному сплаву.

110

100

90 Как видно из таблицы коэффициенты износостойкости значительно превышают у известного сплава. Величина допускаемого напряжения изгибу предлагаемого сплава выше, чем у известного сплава, величина которого составляет 60 кг/мм -. Жидкотекучесть и заполняемость литейных форм проверялась: а) по прутковым и клиновым пробам при температуре заливки 1500°С. Прутковая проба (Кери) представляет собой полость форглы с трапецеидальным сечением 8x8x3 мм длиной 140 мм, выполнемой в виде спирали. Мерой жидкотекучести является длина спирали (мм), которая была заполнена металлом до его затвердения. Результаты испытаний приведены в табл. 2. Более высокие свопства сплава по прочности и жидкотекучести позволяют получать детали сложной формы с повышенным сроком службы. Изделия из предложенного сплава механически обрабатываются без отжига Это достигается путем оптимального выбора углерода в сплаве в сочетании с другими компоиеитами, обеспечивая твердость в литом состоянии HRC 26-32 более благоприятную для обработки реэанием. После механической обработки изделия из этого сплава, подвергаясь закалке на воздухе при температуре нагретого изделия 920-950°С,могут получать твердость HRC 45-52. Для экспериментального подтверждения изготовлены и испытаны опытные партии колес шламовых насосов ШН-270 в различных промышленных условиях обо гатительных фабрик. Во всех случаях колеса насоса в литом состоянии имели твердость HRC 26-32, Последующая механическая обработка без применения отжига отливок осуществлялась резцами Т5К10 по следующему режиму : глубина резания 5 мм скорость резания 34 м/с, подача О,2.мм/об. Такие же колеса насоса, отлитые из известного сплава и подвер гнутые отжигу, обрабатывались по режиму, глубина резания 33 мм, скорость резания 25 м/мин и подача 0,12 мм/об, Обработанные опытные партии колес насоса были подвергнуты закалке на воздухе при температуре 920-950®С, что повысило их твердость HRC 45-52. Срок службы таких колес насоса с предлагае мого сплава достигает 1500-2100 ч при транспортировании угольных и антрацитовых шламов.Сроки службы таких колес отлитых из известного сплава, в тех же условиях составляют 300-500 ч. Повыаенная жидкотекучесть обеспечивает изготовление тонкостенных детяпей со специальными условиями экс плуатациитаких , как просеиваюгчих поверхностей грохотов с толщиной элементов 8 М1-Л и длиной CBUuie 1000 мм с получением показателей высокой долговечности при динамических условиях эксплуатации. Этому способствует введение повышенного содержания фосфора до 0,16%, снижающего температуру затвердевания, улучшающего смачивае-. мость поверхности формы и повышающего жидкотекучесть. Все это улучшает заполняемость литейных форм. Повышенное содержание фосфора практически не вызывает отрицательных влияний, что экспериментально проверено на колесах, шламовых нососов, успешно выдержавших испытания при транспортировании шлама с содержанием твердых частиц.до 400 г/л при производительности 270 м/ч и числе оборотов 1450 об/мин. Годовая экономическая эффективность от использования предлагаемого сплава для отливки деталей углеобогатительного оборудования из расчета на 1000 т ОТЛИБОК составит от повышения срока службы и снижения затрат по обслуживанию и ремонту - 419 тыс.руб. от снижения трудоемкости производства литых деталей - 50 тыс. руб. и от снижения стоимости шихты - 70 тыс. руб. Общий экономический эффект составит 539 тыс. руб. Формула изобретения Сплав на основе железа, содержащий углерод, кремний, марганец, хром и фосфор, о т ли ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения износостойкости, прочности при изгибе и жидкотекучёсти. Он- дополнительно содержит медь и кальций -при следующем соотношении компонентов, вес.%: Углерод- 1,1-1,4. Кремний0,6-0,9 Марганец 2,0-2,5 17,0-19,0пр 0,12-0,16 Фосфор 2,0-2,5 Кальций 0,05-0,1 Железо Остальное Источники информации, инятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 498352, кл. С 22 С 38/38, 1974. 2, Авторское свидетельство СССР 169553, кл. С 22 С 37/08, 1964.