Способ получения отливок из графитизированной стали

 

Оп ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 73876О

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 22.03.77 (21) 2465396/22 — 02 с нрнсоединеннем заявки ¹ (28) Приоритет .. (51)М. Кл.

В 22 0 27/04

Гнсуднрстненный комитет.СССР по делам изооретеннй н открытий

Опубликовано 05,06.80. Бюллетень № 21 (53) УД К621.746. ,584 (088.8) Дата опубликования описания 05.06.80 (72) Авторы изобретения

В. М. Жураковский, В. Я. Садчиков и Б. В. Самелик (71) Заявитель

Ростовский на-Дону институт сельскохозяйственного машиностроения (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИЙОК ИЗ ГРАФИТИЗИРОВАННОЙ

СТАЛИ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению отливок из графитизированной стали методом литья Ilo выплавляемъ1м моделям.

Известен способ изготовления отливок из чугуна, преимущественно высокопрочного, 5 включающий заливку металла в предварительно нагретую литейную форму и последующее его охлаждение,:причем металл охлаждают в интервале температур 1180-1120 Ñ со скоростью

30 — 50 град/мин, а в интервале температур

1119 — 1))60 С со скоростью 10 — 25 град/мин (1). . с

Известный способ изготовления отливок, имеющий целью исключение последующей термической обработки, применим только для литья чугуна, т.е. сплавов, в которых происходит эвтектическая кристаллизация.

В связи с этим скорость охлаждения отливок регулируется именно в температурном интервале этого превращения. Принципиальное отличие процесса структурообразования в графитизированной стали заключается в том, что она затвердевает в широком интервале температур, не имеет вообще эвтектического превращения, 2 графнтизируется не в процессе кристаллизации, а при охлаждении в твердом состоянии. По этим причинам устанавливаемые в прототипе параметрьг охлаждения отливок не применимы для воздействия на структуру графитизированной стали. Более того, сам принцип известного процесса, а именно уменьшения скорости охлаждения в температурном интервале кристаллизации, не может быть использован для получения отливок из графитизированной стали с широким диапазоном температур ликвидуса и солидуса, так как это вызовет нарушение процесса направленного затвердевания, увеличение пористости отливок, снижение их свойств.

Цель изобретения — повышение физико-механических свонств и исключение графитизирующего отжига отливок.

Эта цель достигается тем, что металл охлаждают в интервале температур 1420 — 1300 C со скоростью 80 — 120 град/мин, а в интервале температур 980-700 С со скоростью

9 — 12 град/мин, Увеличение скорости охлаждения в температурном интервале кристаллизации (1420—

38760 4 ется в тонкостенный металлический контейнер. и засыпается чугунной или стальной дробью, затем контейнер в опоке засыпается кварцевым песком, перлитом или вермикулитом, Вследствие высокого коэффициента аккумуляции тейпа у металлической дроби отливка охлаждается в интервале температур затвердевания 1420 — 1300 С с высокой скоростью 80—

120 град/мин, затем при 1050 — 980 С температу1О ры отливок и дроби практически выравниваются и дальнейшее охлаждение в интервале графитизации 980 — 700 происходит замедленно со скоростью 9 — 12 град/мин за счет теплоизолирующего действия засыпки из огнеупорных зернистых материалов. Комбинированная литейная форма может состоять из керамической оболочки с засыпкой металлической дробью с коэффициентом аккумуляции тепла

40 — 55 ккал/м с С и наружным слоем из теплоизоляционного материала с коэффициентом теплопроводности 0,2 — 0,35 ккал/м.ч. С.

В таблице приведены механические свойства и структура отливок из графитизированной

J стали, полученных при предельных и средних

25 значениях регламентируемых параметров охлаждения в форме.

Скорость в интерв

Микроструктура

Содержание свободн. углерода%

1420 — 130

П+Г 93,6 6,7

П+Ф+Г 90,2 6,9

П+Г 91,4 6,7

П+Ф+Г 91,5 6,6

П+-Г 93,8 6,5

217

3,3

0,62

120

3,7

0,79

197

100

207

3,5

0,68

120 207

3,3

0,78

229

3,4

0,60

80

П р и м е ч а ни е: II-перлит, Ф-феррит, Г-графит. оборудования и затрат энергии на отжиг . Кроме того, аккумулирование металлической дробью физического тепла жидкого металла позволяет снизить температуру предварительного подогрева форм и затраты энергии и времени на эту операцию, 1

Способ получения отливок из графитизированной стали, включающий заливку металла !

3 7

1300 С) приводит к повышению плотности отливок, измельчению первичной дендритной структуры, возрастанию микроликвации крем" йття с локальным повышением термодинамической активности углерода. Кроме того, в междендритных пространствах, обогащенных кремнием, образуются многочисленные мелкие не металлические включения, служащие при дальнейшем замедленном охлаждении в интервале графитизации (980 — 700 С), центрами кристаллизации графита.

В результате этого диффузионный процесс графитизации сверхэвтектоидного углерода yc-11eiaex полностью завершиться -в структуре литой стали образуются включения глобулярного графита, вторичный цемептит отсутствует и графитизирующий отжиг не требуется.

Способ получения отливок из графитизиро- ванной стали осуществляют следующим обра" зом.

Жидкую сталь залйвают я предварительно нагретую до 200 — 500 С комбинированную форму, представляющую собой керамическую кварцевую оболочку, полученную по выплавляемым моделям, заформованную в опоку с двухслойной засыпкой, оболочка устанавливаВо всех случаях отливки имеют достаточно высокие механические свойства, низкий коэффициент трения, не имеют в структуре вторичного цементита и содержат графйт в виде включений глобулярной формы.

Сйособ позволяет получать отливки из графитизированной стали с высокими механическими свойствами в питом состоянии и исключить необходимость в проведении графитизи рующего отжита, что сокращает цикл их производства, снижает трудоемкость процесса, не требует установки специального термического

Формула изобретения

Составитель T. КоРолева

Техред А. Щепанская

Редактор E. Братчикова

Корректор M. Коста

Тираж 889 Подписное

GHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2727/11

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 738760 6 в подогретую литейную форму и последующее интервале температур 980 — 700 С со скоростью

его охлаждение, отличающийся 9 — 12 град/мин. тем, что, с целью повышения физико-механических свойств отливок и снижения трудоем- Источники информации, кости их изготовления, охлаждение металла > принятые во внимание при экспертизе осуществляют в интервале температур 1420 — 1. Авторское свидетельство СССР у 404556, 1300 С со скоростью 80 — 120 грал/мин, а в кл. В 22 D 27/04, 1972.