Сплав для легирования и модифицирования чугуна Советский патент 1982 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к вопросу обработки чугуна комплексными сплавами в процессе непрерывного литья заготовок. Наиболее близким к изобретению по составу компонентов является сплав следующего состава вес,%: цианомид, кальция 83,2-87; бор 1,5-8,4; алюминий остальное Однако при изготовлении чугунных загото вок, например направляющих станин металлорежущих станков методом непрерывного литья не удается получить изделия с высокой износостойкостью, из-за наличия высокого содержания сильных карбидостабилизирующих компонентов, которыми являются цианомид кальция и бор. Кроме того, цианомнд кальция способствует появлению в поверхностном слое заготовки отбела на глубину 2-3 мм, что отрицательно сказьшается на обрабатьтаемости металла и его износостойкости. . Наиболее близким к изобретению по технической сущности .н достигаемому резулыату является сплав 2 для легирования и модифицирования чугуна следующего состава, вес.%: Бор 1,6-2,3 Алюминий50-70 Кальций7-12 ЖелезоОстальное Недостаток данного сплава заключается в том, что он не позволяет значительно повысить износостойкость чугуна и снизить отбел. Целью изобретения является повьшгение износостойкости и снижение отбела. Поставленная цель достигается тем, что сплав, содержащий алюминий, бор, железо, дополнительно содержит фосфор при следующем соотнощешш компонентов, вес.%: Алюминий20-40 Бор1-5 Фосфор5-35 ЖелезоОстальное Дополнительный ввод в состав сплава фосфора в количестве 5-35% способствует повышению износостойкости обрабатываемого чугуна. Присадка фосфора к ферритному серому

3

чугуну в количестве до 0,5% повышает сопротивле1ше износу до уровня, соответствующего перлитному чугуну. Фосфор обеспечивает получение в чугуне фосфидной эвтектики, расположенной в виде сетки. Наличие фосфитной сетки улучшает адсорбдаю плешей смазочного масла, которая прочно сцепляется с металлом и не срывается при трении, В результате этого уменьшается опасность cjocoro трения. Кроме того, за счет графитизирующего действия фосфора на чугун, он способствует уменьшению отбела в заготовках. Оптимальное содержание фосфора в сплаве должно быть в пределах 5-35%, При содержании в сплаве фосфора меньше 5% его влияния на повьгшение износостойкости практически не ощущается. При увеличении содержания фосфора более 35% выступающие твердые частицы фосфидов, производя царапание сопряженного материала, выкращиваются и увеличивают износ,

В лабораторных и опытно-промышленных ,условиях выплавлены и испытаны составы сплавов, приведенные в табл, 1,

Состав t соответствует известному, составы It-IV - предлагаемому сплаву.

Проверку эффективности действия сплавов проводят на чугуне следующего состава, вес.% углерод 3,35; кремний 2,18; марганец 0,62; фосфор 0,11; сера 0,04.

Чугун расплавляют в индукционной печи емкостью 50 кг, температура расплава 1350° С

Обработку расплава проводят путем погружения на дно ковша мелкодробленного сплава перед выпуском чугуна Количество вводимого сплава составляет 1,0% от веса жидкого чугуна. Обработанный чугун переливают в металлоприемник установки непрерывного литья и производят вытяжку заготовки прямоугольного сечения 40-110 мм. Для исследования износостойкости из заготовок вырезаются темплеты, а глубина отбела определяется по излому.

Результаты исследований приведены в табл, 2,

Проверка предложенного состава сплава показывает его высокую эффективность по сравнению с прототипом. Так, коэффициент трения без смазкИ уменьшается с 0,28 до 0,21, относительная износостойкость возрастает на 20% и глубина отбела уменьшается с 1,5 до 0,4 - 0,5 мм.

,5 58,42,1

Остальное

Таблица 2

1,0 1,2

1,22 1,2 595659 Формула изобретения Сплав для легирования и модифицирования чугуна, содержащий алюминий, бор, железо, о т л и ч а ю: щ и и с я тем, что, с целью повышения износостойкости чугунаs и уменьшения отбела, он дополнительно содержит фосфор при следующем соотношении компонентов, вес.%: Алюминий20-40 Бор1-510 Фосфор 5-35 Железо Остальное Источники информации, пришггые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР N476320, . С 21 С 7/00, 1974. 2. Авторское свидетельство СССР №551400, . С 22 С 35/00, 1977.