Способ получения серого чугуна

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению серого чугуна с пластинчатой формой графита для ответственного автомобильного литья, например отливок гильз цилиндров ДВС, полученных при центробежном литье. Цель изобретения - сокращение времени плавки и повышение твердости отливки после закалки токами высокой частоты. Это достигается тем, что чугун легируется комплексной лигатурой NI-CU-FE с отношением FE/NI, равным 4,47 - 4,84, медью в количестве 0,1 - 0,6% от массы жидкого чугуна с последующим модифицированием расплава 75%-ным FESI. Оптимальным является промежуточное модифицирование 0,5 - 0,6% CU при отношении FE/NI, равном 4,62. Способ позволяет получить разницу в твердости по сечению 18 - 20 ед. HB, твердость после закалки ТВЧ 43 ед. HRC и сократить продолжительность плавки до 140 мин. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) SU(ii) 11 4 С 21 С 1/00, 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

t (21) 4175461/23-02 (22) 06.01.87 (46) 15.12.89. Бюл. и 46 (71) Научно-исследовательский институт автотракторных материалов (72) Б.М.ГринЬерг, А.Д.Галкин и Д.А.Панфилов (53) 621 745(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н 773115, кл. С 22 С 35/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Н 928830, кл. С 22 С 35/00, 1982. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРОГО ЧУГУНА (57) ИзоЬретение относится к литейному производству, в частности к получению серого чугуна с пластинчатой формой графита для ответственного автомобильного литья, например отлиИзобретение относится к литейному производству, в частности к получению серого чугуна с пластинчатой формой графита для ответственного автомобильного литья, например, отливок гильз цилиндров ДВС, полученных при центробежном литье.

Цель изобретения — сокращение времени плавки и повышение твердости отливки после закалки токами высокой частоты. Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем легирование чугуна лигатурой никель - медь хром - кремний — марганец - титан на основе железа и модифицирование расплава ферросилицием 754 дополнительно вводят в количестве 0,1-0,6ь от мас2 вок гильз цилиндров ДВС, полученных при центробежном литье. Цель иэоЬретения — сокращение времени плавки и повышение твердости отливки после закалки токами высокой частоты. Это достигается тем, что чугун легируется комплексной лигатурой Мi-Си-Ре с отношением Fe/Ni, равным 4,47-4,84, медью в количестве 0,1-0,63 от массы жидкого чугуна с последующим модифицированием расплава 75ь-ным FeSi. Оптимальным является промежуточное модифицирование 0,5-0,6ь Си при отношении Fe/Ni, равном 4,62. Способ позволяет получить разницу в твердости по сечению 18-20 ед, НВ, твердость после закалки ТВЧ 43 ед. HRC и сократить продолжительность плавки до

140 мин. 1 табл. сы жидкого чугуна, после чего проводят модифицирование, а в комплексной лигатуре соотношение между железом и никелем составляет 4,47-4,84.

Под действием центроЬежных сил углерод, кремний, легирующие элементы неравномерно распределяются по сечению отливки, неравномерно распределяются и графитообразующие зародыши,оказывающие основное влияние на графитиза" цию.Медь как элемент, имеющий решетку гране центрированного куба способствует графитизации,что связано с укреплением связи медь — железо и диффузионной ,графитиэацией. При вводе меди менее

0,14 свойства чугуна пониженные, а ввод более 0,64 уже не повышает их.

1528795

Ввод меди позволяет подготовить жидкий чугун к окончательному модифицированию графитизирующим модификатором, например, ферросилицием 75ь.

При температуре 1480-1520 С вводится на дно ковша кусковая медь, которая хорошо растворяется и способствует эатвердеванию чугуна по стабильной схеме. 10

Изменение соотношения железа к никелю в комплексной лигатуре приводит к повышению растворимости лигатуры при взаимодействии с расплавом, ускорению перехода ее в расплав и к сни- 15 жению времени плавки.

Сочетание повышенного содержания никеля в комплексной лигатуре и промежуточного модифицирования медью спо соЬствует выравниванию графитизации ур по всему сечению отливки и повышению твердости, осоЬенно при закалке ТВЧ (токами высокой частоты).

Пример. Были получены серые чугуны по известному и предлагаемому 25 спосоЬам.

Плавка по всем вариантам способов проводилась в тигельной печи ИТ-9 емкостью тигля 22,5 т. В качестве шихто1 вых материалов использовались литей- З0

we и передельные чугуны, стальной, чугунный лом, ферросплавы, чистые металлы, лигатуры. Температура перегрева составляла 1500-1520 С, Температура, при которой проводилось моди фицирование, составляла 1460-1520 С.

Заданный состав чугуна, мас.4: углерод 3,2-3,5; кремний 2, 1-2,6; марганец 0,6-0,8; хром 0,3-0,45; фосфор до 0,2; никель 0,15-0,25; титан

0,03-0,08; медь, 0,3-0,6, Fe остальное.

Порядок завалки следующий: на болото" 5 т заваливали возврат, комплексную лигатуру, затем остальные шихтовые материалы. Медь давали в виде кусков в ковш.

- Регистрировалось время выплавки чугуна, которое определялоСь от момента включения печи при полной эавалке до выпуска чугуна. Выплавленный чугун поступал непосредственно в канальный миксер емкостью 2,5 т и порциями в карусели для отливки гильз.

Чугун модифицировался ферросилицием

75ь - ФС75Л размером фракции 1-3 мм.

Отработанные гильзы подвергались закалке ТВЧ, после чего определялась твердость на закаленной поверхности.

Данные по количеству вводимой меди, соотношения железа к никелю в комплексной лигатуре, составы и количество вводимой в металлозавалку лигатуры, разница твердости по сечению отливки, твердость гильз после закалки ТВЧ, время плавки введены в таблицу.

Из данных таблицы следует, что применение предлагаемого спосоЬа получения серого чугуна позволяет снизить на 12,5ь время плавки, снизить разницу твердости по сечению центробежной отливки на 34 .

Из данных таблицы следует, что оптимальным является промежуточное модифицирование 0,5-0,6 меди при соотношении железа к никелю в комплексной лигатуре 4,47-4,84.

Применение данного способа позволяет также утилизировать отходы, снизить себестоимость отливок, снизить брак по кольцевым трещинам и усадочной пористости, улучшить прираЙатываемость.

Получаемые при этом свойства чугуна следующие: разница в твердости по сечению 20-18 ед., НВ, твердость после закалки ТВЧ 43 ед. HRC, время плавки сокращается до 140 мин.

Формула и з о Ь р е т е н и я

Способ получения серого чугуна, включающий ввод в металлозавалку комплексной лигатуры, содержащей железо, кремний, никель, медь, выплавку и перегрев расплава, модифицирование

75ь-ным ферросилицием, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокращения времени плавки и повышения твердости отливки после закалки токами высокой частоты, в расплав дополнительно вводят медь в количестве О,10,63 от его массы после перегрева расплава и проводят его модифицирование, при этом отношение железа к никелю в комплексной лигатуре равно

4,47-4,84.

1528795

Способ

Твердость восле asкалки ТВЧ, HRC

Модифицирование медью, а от веса расплава

Время плавки, мин

Разница в твердости по сечению, НВ

Соотношение в лигатуре

Известный; 1) легирование лигатурой по а.с.

928830 состава, мас.а: 5,1 Ni; 4,55 Si; 2,6 Ci!

1,2 С; 5,5 Си; 0,5 Ii; 0,3 Мп; 0,3 Со; 80 Fe

2) модифицирование 0,33 от веса жидкого чугуна ферросилицием 754

Предлагаемый - I. 1) легирование лигатурой, содержащей, мас.8: 15 Ni; 2,0 Si; 1,7 Сг;

2,7 С; 5, 1 Си; 0,9 Ип; 0,4 Р; 72,6 Fe в количестве 2,62 от веса металлоэавалки;

2) промежуточное модифицирование медью 0,14 веса расплава;

3) модифицнрование 0,34 ферросилицием ФС75 от веса расплава

Предлагаемый 11. 1) легироеание лигатурой, содержащей, мас.В: 15,25 Ni; 2,1 Si; 1,85 Сг;

2;75 С; 6, 1 Си; 1,0 Nn 0,5 Р; 70,45 Fe в количестве 1;Са от веса металлозавалки

2) модифицирование 0,58 от веса расплава (промежуточное)

3) модифицирование 0,32 ферросилиция ФС75 от веса расплава

Предлагаемый III. 1) легирование лигатурой, содержащей, мас. 4: 15,5 Ni, 2,2 Si; 20 Сг;

2 8 С; 6 5 С»; 1, 1 Мп; 0 6 Р; 69 3 Fe в количестве 0,5ь от веса металлоэавалки

2) модифицирование медью в количестве 0,6 от веса расплава (промежуточное)

3) модифицирование 0,3 ферросилиция 152 от веса расплава

Запредельный 1. 1) легирование лигатурой, содержащей !5,75 Ni; 2,2 Si; 2,0 Сг; 2,8 С;

6,5 Си! 1,! Ип; 0,6 Р; 69,05 Fe в количестве

1,85 от веса металлоэавалки

2) мод> фицирование О, 1ь меди от веса жидкого расплава

3) модифицирование 0,39 ферросилиция ФС 15ь от веса расплава

Запредельный 11. 1) пегирование лигатурой, содержащей>мас.214,15 Ni; 2,0 Si 1>7 Сг;

2,7 С; 5,7 Си; 0,9 Мп; 0,4 Р; 72,85 Ре в количестве 1,85а от веса металпозавалки

2) промежуточное модифицирование 0,054 меди от веса расплава

3) модифицирование 0,32 ферросилиция 754 от веса расплава

Запредельный 111. 1) легирование лигатурой, содержащей,мас.2 14, 15 Ni; 2>0 Si; 1>7 Сг;

2 7 С ; 5 7 Си; О 9 Мп; О 4 Р; 72 85 Fe в количестве 0,853 от веса металлозавалки

> 2) модифицирование 0,3 ферросилиция 75 от веса расплава

30

160

15,7

4,84

135

0,1

20

140

4,62

0>5

18

144

4,47

0,6

20

4,38

150

0,7

4 9

155

0,05

156

4,9

Составитель Е.Архипенкова

Редактор M.Íåäoëóæåíêo Техред Л.Серд!0кова Корректор;Н.Король

Заказ 7616/23

Тираж 530 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина,101