Легирующая смесь для обработки чугуна

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения отливок гильз цилиндров дизельных двигателей. Цель изобретения - повышение твердости и износостойкости обрабатываемого чугуна. Указанная цель достигается за счет того, что смесь дополнительно содержит окислы ниобия, фосфора и известняк в следующем соотношении компонентов, мас.%: углеродсодержащий материал 10-30, окислы ниобия 2-6, окислы фосфора 2-10, известняк 2-5, ФС75 остальное. 1 табл.

ООЮЭ СОВЕТСКИХ

ЮН»

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„617030 А1 (я) С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н лвтоескомм свидьтильстам

ЮСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4400108/31-02 (22) 11.02.88 (46) 30.12.90. Бюа. Ф 48 (71) Белорусский политехнический институт (72) Л.Л.Счисленок, С.Н.Леках, А.Г.Слуцкий, Н.В.Кротов, В,А.Риффель, А.М.Цейтлин, M.À.Èñìàèëîâ, В.А.Мильхерт и В.А.Олифиренко (53) 669.168 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 910777, кл. С 22 С 35/00, 1982., Авторское свидетельство СССР

Р,1186681, кл. С 22 С 35/00, 1985.

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для получения отливок гильз цилиндров дизельных,двигателей.

Цель изобретения — повышение твердости и износостЬйкости обрабатываемого чугуна.

Предлагаемая смесь дополнительно содержит окислы ниобия, фосфора и известняк при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Углеродсодержащий материал 10 — 30

Окислы ниобия 2 - 6

Окислы фосфора 2 - 10

Известняк 2 — 5

Ферросилиций ФС75 Остальное

Наличие в составе смеси углеродсодержащего материала и ферросилиция

ФС75 обеспечивает более полное прот 2 (54) ЛЕГИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ

ЧУГУНА (57) Изобретение относится к литей- . ному производству и может быть использовано для получения отливок гильз цилиндров дизельных двигателей. Цель изобретения — повышение твердости и износостойкости обрабатываемого чугуна. Указанная цель достигается за счет того, что смесь дополнительно содержит окислы ниобия, фосфора и известняк в следующем соотношении компонентов, мас.Х: углеродсодержащий материал 10 — 30; окислы ниобия 2 — 6; окислы фосфора 2 — 10; известняк

2 — 5; ФС75 остальное. 2 табл. кание окислительно-восстановительных реакций с окислами ниобия и фосфора.

Причем .кремний более активен при низких температурах до 1350 С, а угле- Ж о род — при более высоких. Кроме того, продукты реакций в виде окислов акти- с) визируются углеродом и являются эф- { „ ) фективными дополнительными центрами фф кристаллизации при охлаждении распла- { ") ва.

В качестве углеродсодержащего материала может быть использован коксик, электродная стружка.

Ввод в состав смеси окислов ниобия 3 позволяет осуществлять легирование Зв чугуна за счет эффективного восстанов.ления ниобия углеродом и кремнием в процессе обработки расплава, Зто в свою очередь повышает твердость чугуна эа счет п рлнтизации металли1617030. ческой основы. Прецелы содержания окислов ниобия в смеси 2 - 4% выбраHbI исходя из необходимости обеспечения дополнительного легирования гиль-5 эового чугуна ниобием в пределах

0,08 - 0,25%. При концентрации в сме-. си окислов ниобия ниже 2% не достигается требуемый уровень легирования.

Превышение пределов содержания окис- 10 лов более 4% за счет черезмерного легирования существенно снижает обрабатываемость чугуна.

Наличие в составе смеси окислов фосфора обеспечивает дополнительное легирование чугуна фосфором, что очень важно.для гильз цилиндров дизельных двигателей в плане повышения износостойкости детали. Пределы содержания в смеси окислов фосфора выбраны 20 из следующих соображений: нижний предел концентрации (2%) обусловлен уровнем легирования чугуна фосфором, при котором в структуре сплава об-! разуется фосфидная звтектика в виде 25 разорванной сетки; существенно улучшающая его износостойкость, Верхний предел содержания в смеси окислов фосфора (10%) ограничен ввиду О снижения предела прочности чугуна.

Присутствие в смеси известняка позволяет разжижить шлак, тем самым ускорить протекание окислительно-восстановительных реакций между компонента35 ми cMpcH :1 жидкого расплава HHJIII ий предел содержания в смеси известняка (2%) обусловлен получением жидкопод=вижного нлака, улучшающего диффузионные процессы, Верхний пред л содер Г жания известняка (5%) ограничен ввицу снижения стойкости футеровки плавильной печи.

П р H м е р, В производственных условиях выплавляют чугун, содержащий,%; углерод 3,2; кремний ?,0; марганец 0,8; хром 0,3; медь О,-" ванадий 0,1:, железо Остальное, Псл-;— ченный расплав раздаточным ковшом переливают в дуговую электропечь с од=

50 новременным вводом в нее легирующей смеси в количестве 3% и содержащую, MBC ° %: OKHCJIbI HH06HII 1 — 7; OKHCJIbI фосфора 1 †.11; известняк 1 в 6; углеродсодержапдй материал 9 — 32; остальное ферросилиций ФС75.

Затем осуществляют перегрев чугуна до температуры 1460 С, выдержку в течение 5 мин для усреднения металла по химическому составу. Выпуск чугуна производят в разливочный ковш с последующим его модифицированием комплексной лигатурой ФСЗОРЗИЗО.

Заливают образцы для изучения твердости и испытаний на износостойкость.

Испытания на износ проводят в условиях граничной смазки на машине

МТ-2. В качестве контртела используют высокопрочный чугун ВЧ50-2. Величину износа оценивают весовым методом (г/1000 м пробега образца).

Результаты сравнительных испытаний известной и предлагаемой смесей для обработки чугуна и их свойства приведены в табл. 1 и 2.

Применение предлагаемой смеси для обработки чугуна позволяет повысить твердость и износостойкость и при получении отливок гильз цилиндров обеспечивает увеличение моторесурса цилиндро-поршневой группы дизельных двигателей, Кроме того, появляется возможность исключить поверхностную закалку гильз ТВЧ и тем самым сократить себестоимость их изготовления, Легирующая смесь приготавливается путем переменивания компонентов, предварительно дробленых на бегунах, орм:.ля изобретения

Лзгирующая смесь цля обработки чугуна, включающая углеродсодержащий материал и ферросилиций ФС75, о т— л и ч а и щ а я с я тем,, что, с. целью повышения твердости, износостойкости Обрабатываемого чугуна, она дополнительно содержит окислы ниобия, фосфора и известняк при сле" д,.ющем соотношении компонентов, мас.%:

Углеродсодержащий материал 10 — 30

Окислы ниобия 2 - 6

Окислы фосфора 2-10

Известняк 2 - 5

Ферросилиций

ФС75 Остальное

1617030

Т а блица 1

Пределы содержания компонентов

Смесь

Состав смеси, Х

Окислы Окислы ниобия фосфора

Известняк

Ферросили ций ФС75

Окислы молибдена

Средний

Известная

Предлагаемая

Остальное 20

20.

2

2

10

2 То же

5 него

Выше верхнего

Та блица 2

Пределы со- Твер- Износ, держания дость! г/1000 м компонен- НВ

Смесь тов

Известная

Предлагаемая него

Выше верхнего

Составитель Z.Лрхи!панкова

Техред Л.Серп!окова Корректор .Làðîøè

Редактор М.Петрова

Заказ 4099 Тираж 487 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

Нижний

Средний

Верхний

Ниже нижУглеродсодер« жащий материал

Средний

Нижний

Средний

Верхний

Ниже ниж210 0,045

217 0,040

229 0,032

241 0,026

212 0,044

248 0,022