Чугун с шаровидным графитом

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве канатоведущих шкивов грузопассажирских лифтов. Цель изобретения - повышение предела прочности при растяжении и улучшение износостойкости при сохранении уровня твердости и коэффициента трения. Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: C 2,3-3,0

SI 0,1-0,5

MN 0,3-0,6

P 0,8-1,5

MG 0,03-0,1

CA 0,005-0,05

РЗМ 0,03-0,5

AL 1,75-2,5

SN 0,08-0,14 и FE остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна AL и SN, а также уменьшение в нем содержания SI позволили повысить σ<SB POS="POST">в</SB> в 2,18-2,35 раза, улучшить износостойкость в 2,42-2,72 раза, а также сохранить уровни твердости и коэффициента трения. 1 табл.

ÄÄSUÄÄ 1475961

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 22 С 37/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4 чугуна (повысить жидкотекучесть и уменьшить линейную усадку), а при введении 0,005-0,05% кальция в этом случае достигаются высокие механические свойства.

При содержании алюминия менее

1,75Х жидкотекучесть его настолько мала, что практически становится невозможным получить отливку сплошной формы °

При содержании алюминия более

2,5% отливки поражаются пленками, в структуре появляется междендритный графит,что и ухудшает его прочностные характеристики.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (22) 4 189369/23-02 (22) 29.12.86 (46) 30.04.89. Вюл. N - 16 (71) Карачаровский механический завод (72) А.Н.Горшенков (53) 669.15-196(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N- 834206, кл. С 22 С 37/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 956593, кл. С 22 С 37/04, 1980. (54) ЧУГУН С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве канатоведущих шкивов грузопассажирских лифтов. Цель изобретения — повышение предела проч1

Изобретение относится к металлургии, в частности к разрабгтке составов чугуна преимущественно для изготовления канатоведущих шкивов грузопассажирских лифтов.

Цель изобретения — повышение предела прочности чугуна при растяжении и улучшение износостойкости при сохранении уровня твердости и коэффициента трения.

Выбор граничных пределов содержания .компонентов, входящих в состав чугуна предложенного состава, обусловлен следующим.

Введение олова менее 0,08% не позволяет повысить твердоспь до оптимальной величины, с ростом до-.. бавки олова более О, 14Х происходит снижение прочности при непрерывном росте пвердости. Добавка олова позволяет улучшить литейные свойства ности при растяжении и улучшение износостойкости при сохранении уровня твердости и коэффициента трения.

Новый чугун содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Х: С

2,3-3,0; Si 0,1-0,5; Мп 0,3-0,6;

P 0,8-1,5; Mg 0,03-0,1; Са 0,0050 05; РЗМ Оь 03 Ов 5; Al 1 э 75-2 5;

Sn 0,08-0,14 и Fe остальное. Дополнительный ввод в состав чугуна

А1 и Sn, а также уменьшение в нем содержания Si позволили повысить 6 в 2,18-2 35 раза, улучшить и=-носостойкость в 2,42-2,72 раза, а также сохранить уровни твердости и коэффициента трения. 1 табл.

При содержании алюминия в пределах 1,75-2, 5Х отливки характеризуются исключительной гладкостью, чистотой, металлическим блеском поверхности, отсутствием шероховатости и

147596 пригара, отсутствием газовых включений, имеют хорошую обрабатываемость.

Поньш ение . содержания кремния более

0,57. приводит к снижению прочности. и ударной вязкости, а содержание

5 кремния ниже 0,17 определяется технологическими возможностями плавки (получить шихтовые MBTpplfëëû с более низким содержанием кремния практически невозможно) . Допускается полное отсутствие кремния и замена его алюминием.

При содержании фосфора н пределах

0,8-1,57 фосфидная эвтектика имеет наиболее благоприятное строение с точки зрения эксплуатационных условий шкивов, Поверхностные слои шкива благодаря наличию н них фосфидов и фосфа- 0 тов железа обладают высокой подвижностью, задиростойкостью и эластичностью, обеспечивающими высокие фрик— ционные свойства и износостойкость при минимальном износе канатов и от- 25 сутствии приваривания и проскальзывания канатов.

При содержании фосфора менее

0,87 ухудшаются литейные свойства чугуна, и чугун имеет пониженные фрикционные свойства.

При содержании фосфора более 1,5Х начинается падение прочностных свойств чугуна.

Предложенное содержание фосфора

35 обеспечивает явление самофосфатирования поверхности шкива при ее взаимодействии с канатом, постоянное образование фосфата железа и марганца в процессе окисления фосфора, 40 железа и марганца на трущейся поверхности чугуна.

Содержание редкоземельных материалов (РЗМ) в количестве 0,03-0,5Х подавляет демодифицирующее влияние олова, алюминия и фосфора. При содержании РЗМ менее 0,03Х графит имеет пластинчатую и червеобразную форму, шаровидного графита н структуре не наблюдается, 50

Содержание магния в пределах

0,03-0, 17 в сочетании с вышеуказанным содержанием РЗИ обеспечивает шаровидную форму графита.

Содержание углерода менее 2,37

55 приводит в черезмерному увеличению твердости, повьпнению усадки, вызывает опасность появления н структуре свободного цементнта.

Увеличивается размерная неоднородность шаровидных включений графита, что снижает его износостойкость.

Содержание углерода более 3 07 резко снижает прочностные характеристики чугуна (примерно 2 Kl" на каждые 0,1Х углерода сверх З ) вследствие образования включений вермикулярного графита.

Выплавку предложенного чугуна производили в индукционных электропечах с основной футеровкой.

На дно тигля 3 загружали карбюризатор (лучше всего электродный коксик) и на него загружали стальные металлотходы в виде нысечки, обрези после штамповки и т.д.

При содержании в этих отходах кремния более 0,57 в шихту добавляли металлизованные железорудные окатыши в количестве, обеспечивающем заданное содержание кремния. При достижении расплавом температуры 14701500 С на зеркало расплава наводили о

2,0-2,5Х шлака от веса жидкого металла. Илак состоит из 70Х СаО и

30 . СаР<. После того как шлак покроет зеркало металла, в ванну присаживали подогретые чушки алюминия.

Печь включается на полную мощность и выдерживается в течение 10-15 мин до полного растворения алюминия, Допускается вместо чушек использовать прокаленную алюминиевую стружку.

После этого печь переключается на номинальный режим и в расплав вводится 0,10-0,157. РЗИ н виде сплава

ФСЗОРЗМЗО. Сплав под действием электромагнитного перемешивания погружается в расплав. Затем шлак скачивается, и металл сливается в ковш, на дне которого уложено 0,30 4Х гранулированного магния, сверху пригруженного железными опилками, При сливе из печи металл модифицируется на желобе 0,3-0,47 силикокальция. Олово загружается на дно ковша вместе с гранулированным магнием.

Химические составы и уровень свойств известного и предложенного чугуна приведены н таблипе.

Как следует из таблицы, дополнительный ввод в состав чугуна алюминия и олова и уменьшение н нем содержания кремния позволяют повысить

1475961 в 2, 18-2,35 раза, улучшить износостойкость в 2,48- 1,72 раза при сохранении твердости и коэффициента трения.

0,03-0 5

1, 75-2, 5

О, 08-0, 14

Остальное

Содераание элементов, масЛ Предел

С Si Kn Al F Sn Ng Ca PSM Fe Ина

Твердость нв озфйм пиен реник м/с

Относительная зяосостойкостьЧ(Чугун

Предлсиеяяий !

755,0

723,0

25В О,ЗВ З,4

247 0,40 3 ° 2

231 0,36 3 ° 1

230 0,42 1,25

2,3 0,1 0,3 1,75 О ° 8 0,08 0,03 0,005 0,03

2 ° 6 0,3 0,4 2, 15 1 ° 10 О, 1 0,07 0,027 0,026

Ост

3>0 0,5 0,6 2,5 1,50 0,14 0,1 0,5 0,5

3>2 5,3 0>5 - 0,6 - 0,06 0,025 0,20

Ост

Ост. 310

Известньа!

Износостойкость определена по результатам испытаний канатоведуинк шкивов лифтов грузоподъемяостьр 320 кг за единнпу измереяия принята износостойкость канатоведуяето акиве нз чугуна СЧ 30.

Составитель Н. Косторный

Редактор М. Недолуженко Техред M.Äèäûê Корректор М. Васильева

Заказ 2125/24 Тираж 577 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина, 101 формула изобретения

Чугун сшаровидным графитом, содержащий углерод, кремний, марганец, фосфор, магний, кальций, редкоземельные элементы и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения предела прочности при растяжении и улучшения износостойкости при сохранении уровня твердости и коэффициента 15 трения, он дополнительно содержит алюминий и олово при следую!Ивы соотношении компoípíòîâ, мас. Е:

Углерод 2,3-3,0

Кремний О, 1-0,5

Марганец 0,3-0,6

Фосфор 0,8-1, 5 °

Магний 0,03-0, 1

Кальций 0,005-0 05

Редкоземельные элементы

Алюминий

Олово

Железо