HUT50882A - Process for heat treatment of malleable cast iron - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás temperöntvények hőkezelésére folyamatos gázas temperálókemencében.

Ismeretes, hogy a temperöntvényeket lágyító hőkezelésnek vetik alá. A lágyító hőkezelés fajtája és végrehajtása szerint úgynevezett fehér vagy fekete temperöntvényeket állítanak elő. A GB-PS 897 159 sz. szabadalmi leírásból ismert egy olyan eljárás temperöntvények hőkezelésére, amelynél iners vagy közömbös atmoszférában vagy pedig meghatározott szénpotenciálu atmoszférában a széntelenedés megakadályozására az öntvénydarabokat 950 - 1100°C hőmérsékleten izzit64150-428 VL • · · • · · · · · • · · · · · · ·· ········ · · · ·

- 2 jak, ami után a szénnek az ausztenites szerkezetből való eltávolítására 800-900°C hőmérsékletre lassú lehűtést hajtanak végre. Az US-PS 5 5θ5 698 sz. szabadalmi leírásból ismert egy olyan eljárás temperöntvények hőkezelésére, amelynél az izzitási idők lerövidítése céljából a kiindulási anyag legalább 2 suly-^-os Si-tartalmu, amelyhez a továbbiakban az izzitás során 0,1-0,5 súlyában elegyfémet adnak, aminek következtében a vegyi összetétel alapján speciális hőkezelés válik szükségessé.

Fehér temperöntvények előállításához olyan széntelenitő izzitást kell elvégezni, amelynél az ismert eljárások egy ilyenfajta széntelenitő izzitást mind folyamatos mind szakaszos működésű kemencékben alkalmaznak. Fehér temperöntvények előállításánál történő lágyító hőkezeléssel kapcsolatban ismeretes, hogy az öntvénydarabokat 95O-1O7O°C hőmérsékleten izzítják és a cementitbomlás és a szükséges széntelenités céljából hosszabb ideig ezen a hőmérsékleten tartják. Egy ilyen, példaképpen 1070°C-os hőmérsékleten 80 órán át végzett lágyító hőkezelés után a szobahőmérsékletre történő gyors lehűtés anélkül történhet meg, hogy a létrejött szerkezet a mechanikai tulajdonságokat említésre méltóan hátrányosan befolyásolná. A felhevités után azalatt az idő alatt, amíg az öntvénydarabokat 1070°-on tartják, fehér temperöntvények esetén a primer karbidbomlás mellett széntelenitést végeznek. Az említett tartózkodási idő hossza lényegében az öntvénydarabok falvastagságától és a kívánt széntelenitési foktól függ. Szokás szerint max. 6 mm-es falvastagságú önt• · ··· · ···· • · ···· ···· ·· · ·

- 5 vénydaraboknál kb. 40 órás és vastagabb falu öntvénydaraboknál max. 80 órás tartózkodási időket alkalmaznak. A kiindulási anyag 2,0-3,5 % szén-, 0,5-1,7 % szilícium-, C£-l % mangántartalmu, a maradék részben vasat és acélkisérőket tartalmazó anyag, amelynél a kéntartalom max. 0,30 %-os lehet. A kéntartalom elsősorban az alkalmazott olvasztóberendezéstől függ. A kéntartalmat többnyire az energiahordozón felül viszik be.

A technika állása szerinti viszonylag hosszú izzitási idők nagy energiaköltséggel járnak. Ezen túlmenően nagyon hosszú izzitási időknél nagy hőmérsékleteken az öntvénydarabok deformációját is tapasztalták.

Találmányunk célkitűzése olyan eljárást kidolgozni temperöntvények hőkezelésére, amelynél a hőkezelés viszonylag rövid izzitási idővel folyamatos gázas temperálókemencékben végezhető el és nem áll fenn a deformálódás veszélye. További célkitűzése a találmánynak, hogy az elegendő szilárdság mellett nagyobb viszkozitású öntvénydarabokat állítsunk elő. A feladat megoldására a találmány szerinti eljárás lényegében abban áll, hogy az öntvénydarabokat a folyamatos gázas temperálókemencében széntelenitve 1000-1100°C hőmérsékleten izzítjuk és a teljes cementitbomlásig ezen a hőmérsékleten tartjuk, majd gyorsítva 75Ο-7θθ°θ hőmérsékletre hütjük és ettől a hőmérséklettől 2-5°C/óra hűtési sebességgel 680-710°C hőmérsékletre, majd pedig lég- ill. szobahőmérsékletre hütjük. Azáltal, hogy az öntvénydarabokat a folyamatos gázas temperálókemencében széntelenitve 1000-1100°C hőmérsék• · · · • · · · · · · ··· · ···· ·· ···· ···· ·· · ·

- 4 létén izzítjuk és csak a cementitbomlásig tartjuk ezen a hőmérsékleten, egy lényegesen rövidebb izzitási idő alkalmazható, mivel a cementitbomlás az ilyan nagy hőmérsékleten szokás szerint legkésőbb 10 óra alatt teljes mértékben megtörténik. Az izzitási időt ezért, ahogy az a találmány szerinti eljárás egy előnyös foganatositási módjának megfelel, 4-10 órás, előnyösen

5-6 órás nagy hőmérsékleten való tartózkodási időre korlátozhatjuk. Az izzitási idő nagy hőmérsékletű fázisának korlátozásával nemcsak energiát takaríthatunk meg, hanem ezzel együtt csökkenthetjük az öntvénydarabok izzitás alatt történő deformációjának veszélyét is. Ugyanakkor a nagy hőmérsékleten történő rövidített izzitási idő alapján az öntvénydarabok azonos szilárdsága mellett nagyobb viszkozitást is biztosíthatunk. A széntelenités minden hőmérséklettartományban az ott mindenkor érvényes fizikai-kémiai törvényszerűségeknek megfelelően történik. Ezért az eljárást összesen 50-52 óra után befejezhetjük az 1000-1100°C hőmérsékleten, a széntelenitő atmoszférában lefolyt viszonylag rövid izzitási fázis után. A találmány szerinti eljárás előnye nemcsak a kevesebb deformáció miatti csökkentett selejtben mutatkozik meg, hanem az azonos szilárdság melletti nagyobb viszkozitásban is, valamint a később végzendő forgácsolásnál a jobb megmunkálhatóságban.

Találmány szerint izzitási hőmérsékletként előnyösen 1050-1100°C hőmérsékletet választunk. Ebben a hőmérséklettartományban a cementitbomlásig történő különösen rö• · • ·

- 5 vid izzitási időkkel érjük el célunkat.

A cementitbomlás utáni, 73Ο-76Ο°θ hőmérsékletre történő gyorsított lehűtés után a hűtési sebességet előnyösen 3-4°C/órában választjuk meg, ezután a lassú lehűtést végezzük 69θ-7θθ°θ hőmérsékletre, majd lég- ill. szobahőmérsékletre. Az ilyen optimált eljárási paraméterek megválasztásával az Öntvénydarabokat, különösen a fehér temperöntvénydarabokat a technika állásához képest azonos szilárdság mellett nagyobb viszkozitással állíthatjuk elő. A szilárdság és a viszkozitás különösen jó értékeit C 2,6 - 2,8 súly-*

Si 0,9 - 1,1 súly-* Mn 0,4-5 - 0,55 súly-* és adott esetben S 0,18 - 0,21 súly-*, maradék részben vas és egyéb acélkisérőket tartalmazó temperöntvénydarabok kezelésénél figyeltük meg. A találmány szerinti eljárással a fenti összetételű temperöntvénydaraboknál értünk el optimális fizikai tulajdonságokat a lágyító hőkezelés után.

Az öntési eljárást előnyöen úgy végezzük, hogy az olvadékhoz az öntvénydarabok előállítására alumíniumot és/vagy bort ill. cirkóniumot adunk. Az ilyen olvadékból előállított öntvénydaraboknál a találmány szerinti hőkezelés után szintén különösen előnyös fizikai tulajdonságokat értünk el.

A találmány szerinti eljárás előnyösen csőidomok hőkezelésére alkalmas, úgy hogy a találmány csőidomok hőkezelésének eljárására is vonatkozik. Éppen csőidomoknál • · • · • · • · különösen nagy a deformáció veszélye az olyan lágyító hőkezelés során, amelynél az izzitást viszonylag nagy hőmérsékleten végezzük, és a viszonylag rövid izzitási idő csökkenti a csőidomoknál szokás szerint a lágyító hőkezelés okozta selejtet.

A találmányt az alábbiakban a mellékelt ábra szerinti hőmérsékletdiagrammal ismertetjük közelebbről.

Az öntvénydarabokat

C 2,6 - 2,8 suly-%

Si 0,9 - 1,1 suly-% Mn 0,45 - O»55 suly-% és adott esetben S 0,18 - 0,21 suly-%, maradék részben vas és szokásos acélkisérők összetételben egy folyamatos gázas temperálókemencében 1070°C-ra hevitettünk. Az 1070°0 hőmérsékletben a tartózkodási idő több mint 5 óra volt, ami után gyors lehűtést végeztünk 74O°C hőmérsékletre. A továbbiakban 5,5°C/óra hűtési sebességgel lassú hűtést végeztünk és a hőkezelési eljárást összesen 52 órás idő után befejeztük. A hőkezelt öntvénydarabok a szobahőmérsékletre történt lehűtés után az ismert eljárásokhoz képest a kielégítő szilárdság mellett különösen nagy viszkozitást mutattak. Nagyobb szériákban sem állapítottunk meg deformációt az öntvénydarabokban, úgy hogy nem keletkezett selejt.

Claims (8)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás temperöntvények hőkezelésére folyamatos gázas temperálókemencében, azzal jellemezve , hogy az öntvénydarabokat a folyamatos gázas temperálókemencében széntelenitve 1000-1100°C hőmérsékleten izzítjuk és a teljes cementitbomlásig ezen a hőmérsékleten tartjuk, majd gyorsítva 73O-76O°C hőmérsékletre hütjük, és ettől a hőmérséklettől 2-5°C/óra hűtési sebességgel 680-710°C hőmérsékletre, majd légül. szobahőmérsékletre hütjük.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve , hogy az izzitási hőmérsékletet 1050 és 11OO°C között választjuk.
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a gyorsított lehűtés utáni hűtési sebességet 3 és 4°C/óra között választjuk.
4. 4. Az 1., 2. vagy 3· igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a lassú lehűtést 69O-7OO°C hőmérsékletre végezzük, majd lég- ill. szobahőmérsékletre hütünk.
5. 5. Az 1.-4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az izzitási időt

   4-10 óra, előnyösen 5~θ óra nagy hőmérsékleten való tartózkodási időben választjuk.
6. 6. Az 1.-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőkezelésnek • « · · • · · • · · • · ···· ····

   C 2,6 - 2,8 súly-#

   Si 0,9 - 1,1 súly-#

   Mn 0,45 - 0,55 súly-# és adott esetben S 0,18 - 0,21 súly-#, maradék részben vas- és szokásos acélkisérő-tartalmu temperöntvénydarabokat vetünk alá.
7. 7. Az 1.-6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az olvadékhoz az öntvénydarabok előállítására alumíniumot és/vagy bort ill. cirkóniumot adunk.
8. 8. Az 1.-7· igénypontok bármelyike szerinti eljárás alkalmazása csőidomok hőkezelésére.