Чугун

 

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

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (!!) (59 4 С 22 С 37 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3965332/22-02 (22) 12.07.85 (46) 23,09.87 ° Бюл ° )) 35 (75) В.Н.Белов (53) 669.15-196 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1025749, кл. С 22 С 37/06, 1981.

Авторское свидетельство СССР

У 1036784, кл . С 22 С 37/06, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1068529, кл. С 22 С 37/06, 1984. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к чугунам для инструмента, обладающим 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.7: С 3,0-4,2; Si 0,5-1,0; Мп 1,01,5; Cr 30,0-32,0; N 0,1-0,2; В 0,050,1; V 8,0-10,0; Си 0,4-0,8; Zr 0,20,3; Fe — остальное. После обработки: томление при 1245 С в течение 6-8 ч; о подстуживание до 500 С с выдержкой о при 500 С в течение 25 мин, нагрев до температуры закалки 970 С с вью держкой для прогрева и закалка в масо ло, отпуск при 250 С в течение 1 ч, чугун имеет HRC 63-68; относительную стойкость 0,6-0,95 ед. 1 табл.

1339159

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

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

Чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.7:

Угдерод 3,0-4,2

Кремний 0,5-1,0

Марганец 1,0-1, 5

Хром 30,0-32,0

Азот О, 1-0,2

Бор О, 05-0, 1

Ванадий 8,0-10,0

Медь 0,4-0,8

Цирконий О, 1-0,3

Железо Ос тальное

Структура чугуна после термической обработки представляет собой легированную углеродом, хромом и ванадием основу и кроме комплексных карбидов хрома и железа содержит карбобориды и карбонитриды хрома и вайадия а также карбиды ванадия, отличающиеся 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.7. приводит к изменению обычного механизма кристаллизации отливок, в результате чего структура охлажденного металла сильно измельчена, однако при отсутствии в металле поверхностно-активных веществ (например меди) инструмент выходит из строя как по причине образования сколов по режущей кромке, так и изза низкой износостойкости.

Проведенные опытные плавки на исследование зависимости прочностных свойств от циркония и меди позволяют установить верхние пределы этих элементов в чугуне, содержащем, мас.7: хром 30-32 ванадий 8-10; марганец

1,О- 1,5; кремний 0,5- 1,0; бор 0,050,1; азот 0,1-0,2.

При увеличении циркония в сплаве (свыше 0,3 мас.7) резко падает стойкость отливки против горячих и холодных трещин, и отливка с таким содержанием циркония (при остальных легирующих в указанном соотношении) при о охлаждении ниже 200 С разлетается на куски самопроизвольно. Добавка циркония ниже предела 0,1 мас.7 тоже .> эффективна, но значительно меньше.

Необходимо считать оптимальным предел легирования чугуна цирконием 0,1

0,3 мас,7.. Для предотвращения иэлиш10 ней хрупкости металла высоколегированного хромованадиевого чугуна при плавках в шихту добавляется ферромарганец в количестве не выше 3,0 мас.7. и ферросилиций не выше 2 мас.7. Химический анализ всех плавок показывает незначительное колебание содержания марганца 1,0-1,5 мас.7 и кремния 0,51,0 мас.7. Роль марганца в таких сложнолегированных сплавах, как вы20 соколегированный хромованадиевый чугун — снижение твердости металла (после отливки и термообработки). Однако при поиске верхнего предела легирования чугуна цирконием такого снижения твердости и повышения пластичности за счет марганца оказывается недостаточным.

Введение в состав чугуна меди до

0,8 мас.7. повышает ударостойкость ин30 струмента, 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 кпаковую корку, пригар, окалину и пр.

Чугун выплавляют из ферросплавов в индукционной печи с керамическим

40 тиглем из плавленной извести. Шихта содержит следующие компоненты,мас.7:

Электродный бой 4,5

Хром металлический 30,0

Феррованадий 27,0

45 Ферромарганец 1,5

Ферросилиций 1,5

Ферробор 0,5

Цирконий металлический 0 5

Феррохром азотированный 5,0

Б0 С тал ьнон л ом Остальное

Из чугуна отливают в кокиль опытные резцовые пластинки для сборных резцов с механически закрепленными пластинами с задними углами без от55 рицательных фасок со стружечными канавками нормальной точности по ГОСТУ.

Режим термообработки предлагаемого о чугуна: томление при 1245 С в течение

6-8 ч, подстуживание на воздухе до

59 гунов.

Содерканне элементов, мвс.7

Состав

Твердость

Относительнан стой1 с c» ч1 (! с1 Z»

8i Си В кость ° ед. п,1

3,04

30,г 8,03 0,99

0,4

0,5

0,05

63-65 0,7

65-67 0>9

67-68 0 6

63-65 0,4

3 6 31,9 1О 0 1,46

362 31,98 9,8 1,02

4,2 32,2 9 88 1,92

4,07 31,32 9,0 1,38

0,96

0,6

0,085

О, 085

0,085

О, 15

0,2

1,83

0,6

0,15

0,2

0,49

0,6

О, 15

0,2

0,65

О, 25 66-68 0 95

0,r9 о> 15

0 5

1,62,4

2633

0,020,5

0,2О,1

0>4-1

1-2

Составитель Г.дудик

Редактор Ц.Гунько Техред Л.Сердюкова Корректор А.Обручар

Тираж 604 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035> Москва, Ж-35> Раушская наб., д.4/5

Заказ 4187/19

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

13391

500 0, выдержка при 500 С в течение

25 мин, нагрев до температуры закалки

970 С, выдержка при этой температуре для прогрева толщины металла и закал5 ка в масло. Закаленным пластинкам о проводят отпуск 1 ч при 250 С.

В таблице представлены сравнительные данные по твердости и износостойкости известного и предложенного чуФ о р м у л а и з о б р е т е н и я

Чугун, преимущественно для инстру- 15 мента, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, азот, бор и железо, отличающийся тем, что, с целью повьппения твердости и относительной стойкости инструмента при резании в условиях ударно-абразивного изнашивания, он дополнительно содержит ванадий, медь и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Углерод

Кремний

Марганец

Хром

Азот

Бор

Ванадий

Медь

Цирконий

Железо