Лигатура

 

Союз Советскнк

Соцмалистичесимн республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

««821522 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 09.07.79 (21) 2793707/22-02

Ъ (5l)N. Кл.

С 22 С 35/00 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет—

Гасударственный «еветет

СССР аа делам нзвбрвтвннй в етлрытнй

ОпУбликовано 15,04,81. бюллетень,1Н 14

Дата опубликования описания 17.04.81 (53) УДК 669. 15-198(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Горенко, И, Г. Раздобарин, А. А. Шейко,, С. Н. Примеров, В. Й. Краля и А. П. Гмирянск

Институт проблем литья AH Украинской CCP (71) Заявитель.

t L в (54) ЛИГАТУРА

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении чугуна.

Известна лигатура (1 для чугуна следующего состава, вес.%:

Кремний 23-25

Железо 5-7

Алюминий Остальное

Чугунные отливки, полученные с использованием этой лигатуры, имеют повышенную склонность к образованию трещин.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является лигатура (2 . следующего состава, вес.%: !

Кремний 10-16

Железо 5-9

Алюминий Остальное

При использовании для обработки чу20 гуна данного состава модификации лигатуры в количестве 1-2% от веса заливаемого чугуна за счет высокого содержания в нем алюминия, в структуре чугуна наблюдаются включения цементита, которые выкрашиваются при работе деталей в ус ловиях трения. Поэтому ее целесообразно применять для получения отливок, охлаждающихся с малыми скоростями, При производстве тонкостенного литья этот состав не может обеспечить получение отливок с высокой износостойкосгью и с сохране кием хорошей обрабатываемости металла.

Цель изобретения — разработка состава лигатуры для чугуна, обеспечивающей повышение его механических свойств и износосгойкости.

Поставленная цель достигается тем, что в состав лигатуры дополнительно введены гафний, бор и углерод при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Алюминий 5-10

Кремний 10-50

Гафний 1,0-20

Бор 1,0-5,0

Углерод 0,2-5,0

Железо Остальное

821822 носостойкость чугуна получается низкой.

При содержании в лигатуре бора больше

5% повышается хрупкость чугуна и ухудшается его обрабатываемость. Введение. в состав лигатуры углерода в количестве

0,2-5%, совместно с кремнием, способствует устранению образования первичных ,карбидов, уменьшению усадочной пористости и усадочных раковин в чугуне. Нижний. 0 предел углерода в лигатуре (0,.2%) ограничивается технологическими условиями выплавки лигатуры. При содержании в лигатуре более 5% углерода при плавке он всплывает и удаляется в шлак.

Пример. В лабораторных и опытно-производственных условиях изготовлены и испытаны составы лигатур, приведенные в табл. 1.

Таблица 1

Составы лигатур, вес,%

T Т " l t; Т

AE Si

С Fe

7,9

Остальное 13 5Остальное

Остальное

Остальное

Остальное

10

0,2

15,8

9,4

2,5

3,2

6,5

1,9

18,6

3,9

9,7

26,5

Из данных табл. 1 видно, что лигатура с индексом. 1 соответствует известно35 му,.: а сплавы 2-5 — лигатуре предлагаемого состава.

Исследование действия лигатур на свой40 ства чугуна проводят путем внепечной обработки исходного чугуна следующего хиОтносительная износостойкость

Физико-механические свойства обработанных чугунов

Составы лигатур

Твердость,, HB

Предел прочности на изгиб (р и, @ref MM

Предел прочности на разр - в кгс/мм

240

1,0

44,0

22,0

245

29,5

1,7

57,6

1,81

240

58,2

30,1

58,0

1,78

242

245

30,0

29,8

1,8

57,8

Гафний в составе лигатуры в количестве 1,0-20% способствует значительному обессериванню чугуна, измельчению размеров графитовых включений, что спо собствует увеличению физико-механических свойств металла. При содержании гафния меньше 1,0%, он не оказывает положительного влияния на свойства чугуна, а при увеличении его количества больше 20% гафний концентрируется по границам зерен, что отрицательно сказывается на свойства металла. Ввоп в состав лигатуры бора обуславливается тем; что он приводит к образованию в обрабатываемом чугуне сложной карбидо-боридной звтектики, выделяющейся в виде отдельной фазы, обладающей высокой износостойкостью. При содержании бора в лигатуре меньше 1% карбидо-боридная фаза не образуется и измического состава, вес.%: углерод 3,36, кремний 1,42, марганец 0,91, сера 0,02 и фосфор 0,04. Обработку чугуна лигатурами проводят в ковшах при 1380+

20 С. Расход лигатуры составляет 1% от веса жидкого чугуна.

В табл, 2 приведены свойства чугуна, обработанного лигатурами составов 1-5.

Таблица 2

821М2

Составитель Т. Платицина .Редактор Н. Ромжа Техред С.Мигунова Корректор Н. Бабинец

° ЮЮ

Заказ 1724/42 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений. и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5, Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

Проверка данного состава лигатуры показывает его большую эффективность при получении чугуна с высокими физикомеханическими свойствами и износостойкостью. Так, предел прочности чугуна при растяжении повышается на 8 кгс/мм,пре дел прочности на изгиб на 12 кгсlмм и изнснгостойкость на 80% при сохранении равноценной твердости.

Предварительный расчет ожидаемой экономической эффективности составляет

9-11 р при производстве 1 т годных отливок . за счет повышения физико-механических свойств чугуна в 1,35 раза и изноеостойкости в 1,8 раза.

Формула изобретен ия Лигатура, содержащая алюминий, крем« ний и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения механических свойств и износостойкости, она дополнительно содержит гафний, бор и углерод при следуюшем соотношении компонентов, вес.%:

Алюминий

Кремний . Гафний

Бор

Углерод

Железо

Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе

И 1. Авторское свидетельство СССР

M 422787, кл. С 22 С 35/00, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 535368, кл. С 22 С 35/00, 1977.