Чугун

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам литейных чугунов для азотирования, применяемых для изготовления прессформ зкранов кинескопов. Целью изобретения является повышение износе- . стойкости и сопротивления термической усталости поверхностного слоя отливки в условиях воздействия стекломассы. Предложенный чугун содержит, мас.%: .углерод 2,7-2,8; кремний 1,8-2,2; марганец 0,5-0,7; хром О,5-1,Oj.ни- . кель 0,3-0,4; титан 0,1-0,2; медь 0,1-0,3; молибден 0,3-0,6; алюминий 1,5-2,0; кальций 0,1-0,2; железо - остальное. Чугун предложенного состава может быть рекомендован для изготовления пресс-форм зкранов кинескопов, g 2 табл. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (511 4 С 22 С 37/1О

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1с

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ÄÅËÀM ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К А8ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4186761/31-02 (22) 26.01 ° 87 (46) 30.11.88. Бюл.й 44 (71) Львовский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Б.С.Рыльников, Г.В.Архангельская и Л.В.Любецкая (53) 669 ° 13.018(088.8) (56) Стекло и керамика,1978, У 9,с.19-21.

Мальппев В.В., Зейликман и др.

Чугуны для стеклоформ - В сб. : Литые износостойкие материалы. Киев: 1975, с. 70-76. (54) ЧуГуИ (57) Изобретение относится к области металлургии, в частности к составам

„„SU„„1440950 A 1 литейных чугунов для азотирования, применяемых для изготовления прессформ экранов кинескопов. Целью изобретения является повышение иэносо» . стойкости и сопротивления термической усталости поверхностного слоя отливки в условиях воздействия стекломассы.

Предложенный чугун содержит, мас.Х: углерод 2,7 2,8; кремний 1,8 2,2; марганец 0,5-0,7; хром 0,5-1,0;.никель 0,3-0,4; титан 0,1-0,2; медь

0,1-0,3; молибден 0,3-0,6; алюминий

1,5-2,0; кальций 0,1-0,2; железоостальное. Чугун предложенного состава может быть рекомендован для изготовления пресс-форм экранов кинескопов. g

2 табл.

1440950

Количества входящих в состав предлагаемого чугуна кремния, марганца, молибдена и меди близки к концентрациям этих компонентов в известном 40 чугуне для стеклоформ. Легирующие элементы способствуют упрочнению твердого раствора и образованию в нем, твердых высокодисперсных карбидов, повышающих износостойкость чугуна. 45

Несколько повышенное содержание хрома в предлагаемом чугуне. нызвано улуч шением таких свойств, как устойчивость против износа в условиях крато ковременного нагрева до 450-550 С, что соответствует условиям эксплуата ции пресс-форм. Наиболее выражено это влияние при пониженном содержании углерода, кроме того добавки хрома обеспечивают при азотировании образо55 вание в слое стойких дисперсных нит ридон.

Добавки алюминия исключительно стабильно повышают сопротивление мат»

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам литейных чугунов для азотирования, применяемых для изготовления пресс-форм экранов кинескопов.

Качество экранов кинескопов определяется не только качеством и свойствами стекломассы, но и, в первую очередь, качеством и свойствами фор 10 мующих поверхностей стеклоформ для их прессования. Основной причиной выхода из строя пресс-форм является износ и термическая усталость поверхностного слоя пуансона и матрицы, 15 находящихся в непосредственном контакте с расплавленной стекломассой.

Целью изобретения является повышение износостойкости и сопротивления термической усталости поверхностного 20 слоя отливки в условиях воздействия стекломассы.

Предложенный чугун для азотируемых отливок содержит, мас.%:

Углерод 2,7-2,8

Кремний 1,8 2,2

Марганец 0,5-0,7

Хром 0,5-1,0

Никель 0,3-0,4

Титан О,!0,2

Медь 0,1-0,3

Молибден 0,3-0,6

Алюминий 1,5-2,0

Кальций 0,1-0,2

Железо Остальное 35 рицы окислениЮ и термическим ударам, предупреждают образование газовых включений в чугуне, не создавая при этом дефектов в стекломассе ° Концентрация алюминия в количестве 1,5-?,07 является оптимальной с точки зрения сохранения требуемых технологических свойств чугуна, а положительное влияние на все названные свойства макси мально реализуется при условии обеспечения высокой скорости диффузии этого элемента к поверхности матрицы. Наря-. ду с этим алюминий является сильным нитридообразующим элементом и в сочетании с кремнием способствует растворению азота в о6 -фазе ири азотировании, резко повышая износо- и разгаростойкость азотированного слоя. Введение и чугун алюминия в количестве

1,5-2,0% способствовало образованию в структуре азотированного слоя нитридных и карбонитридных фаз на основе железа и алюминия, повышающих твердость и пластичность слоя;присадка алюминия приводит кувеличению глубинынысокоазотистой карбонитриднойфазы исокращению зоныэвтектоида как продукта распада азотистого аустенита.

Пониженная концентрация углерода (2,7-2,8Б) в предлагаемом чугуне обусловлена тем, что в процессе диффу-: зии алюминия углерод оттесняется вглубь сплава, и чем меньше содержание углерода, тем легче протекает процесс диффузии алюминия. Нижний предел содержания углерода в чугуне ограничен снижением его литейных и механических свойств.

Пониженная концентрация дорогостоя щего никеля в предлагаемом чугуне обоснована присутствием в нем алюминия и хрома. Присадка кальция (0,1-0,27), модифицируя структуру чугуна, способствует рафинированию расплава по кислороду, обеспечивает полную уснаиваемость алюминия и предотвращает образование в структуре оксидных фаз легирующих элементов, в особенности А1 0

Эффект.модифицирования состоит в заметном измельчении зерна и уменьшении размерон графитовых включений (более чем н 3 раза), а их форма становится близкой к нермикулярной.

Пример. Сплавы в лабораторных условиях выплавляли н высокочастотной установке ЛПЗ 2-67 с ламповым генератором. Для оценки носироизнодимости химического состава сплавов и влияния

1440950 на него условий выплавки плавку проводили в 2-килограммовых тиглях и .

200-килограммовой индуктивной печи методом переплава с использованием чистых шихтовых материалов. Индукционная плавка обеспечивает хорошее перемешивание расплава и равномерное распределение легируюших элементов по высоте отливки. Процесс выплавки, ра- 10 финирования и модифицирования сплавов осуществляли следующим образом: после расплавления шихтовых материалов (кроме алюминия) проводили экстракционное раскисление расплава силикокальцием в количестве 40% от вводимог в чугун, затем наводили криолитовый шлак. Расход криолита составлял 2 кг на 150 кг расплава, что .являлось достаточным для создания шлакового 20 покрова на поверхности металла. После образования на поверхности расплава весьма жидкоподвижного шлака под шлак вводили расчетное количество алюминия, оставшееся количество силикокальц я 25 добавляли в разливочный ковш непосредственно перед каждой разливкой.

Раскисление кальцием до введения алюминия способствовало связыванию кислорода в расплаве и предотвращению ЗО угара алюминия. Плавку вели в алундовых тиглях с последующей разливкой чугуна в массивную медную изложницу.

При быстром ведении плавки состав приготовляемых сплавов практически соот- дч ветствовал составу шихты.

Выплавленные образцы подвергали .гомогенизирующему отжигу при 950 С в течение 4 ч, а затем улучшению за» калке (830-850 С) в масле и кратко- 40

Ь временному отпуску при 600 С. Микро1структура после улучшения представляет собой сорбитизированный перлит с пластинчатыми включениями графита, твердость НВ 320. Мелкозернистая фер 46 ритная основа предлагаемого чугуна облегчает проникновение азота вглубь матрицы, что обусловлено повышенной диффузионной подвижностью атомов аэо та в решетке К -железа. 50

Термообработанные образцы из вы плавленных чугунов подвергали крат ковременному газовому азотированию в атмосфере 50% NH> + 50% природного газа при 560 - 570 С в течение

6 ч в промышленной шахтной печи . СПА 5,7,5/6 при степени диссоциации аммиака 35-45%. Рентгеновским и микро-. структурным анализами в поверхност ных слоях после азотирования обнаружены карбонитридная j -фаза и карбонитридная ZI -фаза. Общая глубина диффузионного слоя составляет 0,25О, 3 мм. Поверхностная микротвердость азотированного слоя находится в пределах 8500 9500 МПа.

Химический состав сплавов и результаты испытаний приведены в табл,1 и 2.

Иэ приведенных данных следует, что чугун предлагаемого химического состава с добавками алюминия и кальция, поверхностно упрочненный в процессе кратковременного газового азотирования, имеет более высокие (в 3 раза) характеристики износостойкости и сопротивления термической усталости.

Проведенное исследование по определению смачиваемости наглядно иллюстрирует преимущество предлагаемого чугуна по сравнению с известным чу-гуном для стеклаформ, а применение его для работы в условиях прессования экранов кинескопов предотвратит загрязнение стекла окислами металла.

Таким образом, на основании проведенных испытаний предлагаемый чугун может быть рекомендован для изготовления пресс-форм экранов кинескопов.

Формула и з о б р е т е н и я

Чугун, преимущественно для азотируемых отливок, содержащий углерод, кремний, марганец, хром, никель, титан, медь, молибден и железо, отличающийся тем, что, с целью повьппения износостойкости и сопротивления термической усталости поверхностного слоя отливки в условиях воздействия стекломассы, он дополнительно содержит алюминий и кальций при следующем соотношении компонен тов, мас.%:

Углерод 2, 7-2,8

Кремний 1,8-2, 2

Марганец 0,5-0,7

Хром О, 5-1,0

Никель 0,3-0,4

Титан 0,1-0,2

Медь 0,1-0,3

Молибден 0,3-0,6, Алюминий 1,5-2,0

Кальций О, 1-0,2

Железо Остальное

l S в ь сч л сс1

00

Ю л

СЧ!

440950 сЧ CV и и

I о g о о со ф и в о со сО С )

Ф Ol ф с ) н

U Q о с и

Ю ° о о о о с с с ъ

Ю л о о о о сО

В В о о и см с 1 а л о о и и

Ф о о

ch сЧ к с с о с

Ю Ю с ъ с ) о о сч cV сч и

Ф 00

° CV о о ао л л о с \ с \ с 1 с ) Ф 00 и и и с"ъ с 1 О

CV о о о

A Ю л о о о н н о о с о и

A л о о о и л и - o л Ю

4 и

a CV л о ° о Ю и

Yl О л о о о

cv с 1

Ф Ю В о о о и

Р1

Ю Ю о о о и и c o о о и ю и

o o o о сч

Ю сч сс

О

CO

Ф сч с 4

1440950

Чугу

Известный 110

91

103 133 88

135

129

Продолжение табл. 2

Иэвестный

49

54

95

Составитель Г. Дудик

Техред N.Äèäûê

КорректоР С.Шекмар

Редактор А. Маковская

Подписное

Тираж 595

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6145/30

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

Предлагаемый 122

Предлагаемый )12 71 103

Таблица 2