PL27065B1 - Twardy stop zeliwny. - Google Patents

Description

, Wynalazek dotyczy stopów zeliwnych i ma na celu wytworzenie niekosztownego« nadzwyczaj twardego zeliwnego stopu, rózniacego sie od stali, który by posiadal dostatecznie niski punkt topienia w celu umozliwienia latwego wiazania sie tego stopu ze zwyklymi zelaznymi i innymi me¬ talowymi przedmiotami przy wylaniu tego stopu na nie. Jedna z cech stopu zeliwne¬ go wedlug wynalazku jest jego nadzwy¬ czajna twardosc i odpornosc na zuzycie.Moze miec on zastosowanie jako metal do powlekania przedmiotów stalowych, jako tez jako material do wyrobu przedmio¬ tów, calkowicie wykonanych z tego sto¬ pu.Wytwarzanie tego stopu polega na od¬ powiednim dobraniu stosunku pomiedzy weglem a borem lub weglem, borem i ni¬ klem w zeliwie w warunkach, zapewniaja¬ cych istotna nieobecnosc wegla w postaci grafitu, jak równiez zasadniczy brak zanie¬ czyszczen innymi pierwiastkami, zwykle znajdujacymi sie w zeliwie.Dotychczas bylo rzecza znana, ze bor uzyty jako skladnik stali nadawal jej twardosc, lecz poprzednie prace w tym kierunku byly dokonywane nad stala o malej zawartosci wegla lub malef zawarto¬ sci boru albo tez o malej zawartosci oby¬ dwu tych skladników i nie daly dobrych wyników.Stop zeliwny wedlug wynalazku posia¬ da nastepujace wlasciwosci.' Jest on nadzwyczaj twardy i zasadni¬ czo nie poddaje sie obróbce mechanicznej, z wyjatkiem szlifowania. Twardosc stopu wynosi powyzej 1 000 jednostek wedlug diamentowej skali Monotfon Brinella* Topliwosc tego stopu waha sie w grani¬ cach od 1 065,5° do 1 126,6°C, czyli ze jest ona nizsza o kilkaset stopni od kazdego z twardych stopów zeliwa lub od kazdego innego stopu p zblizonej twardosci.Stop ten posiada duza odpornosc na zu¬ zycie przy scieraniu, przy czym odpornosc ta jest przeszlo dziesiec razy wieksza od odpornosci na scieranie zwyklego zeliwa.Wytrzymalosc stopu na rozrywanie wyno¬ si od 4 286 kg/cm2 do 10 715 kg/cm2.Stop wedlug wynalazku wiaze sie latwo w stanie stopionym z nagrzanymi przedmiotami ze stali, np. z rura albo ply¬ ta stalowa, bez stosowania odpowiedniego topnika, jesli powierzchnia przedmiotu jest czysta.Posiada on nader niskie przewodnictwo cieplne, wynoszace mniej niz jedna trzecia przewodnictwa cieplnego zeliwa.Wytwarzanie stopu wedlug wynalazku jest bardzo tanie, co umozliwia powszech¬ ne stosowanie go w przemysle bez ograni¬ czen.Stop wedlug wynalazku sklada sie glównie ze stali, zawierajacej niewielki procent wegla, boru i niklu oraz innych pierwiastków.Stop wedlug wynalazku sklada sie glównie ze stali, zawierajacej 2 do 4% wegla, 0,2 do 2,5% boru i — dla wiekszej twardosci — 1,5 do 9% niklu. Wszelkie inne domieszki moga byc uwazane za za¬ nieczyszczenia, aczkolwiek niektóre meta¬ le, jak np. mangan, chrom, wolfram, wa¬ nad, molibden, kobalt itd., moga byc za¬ warte w stopie w malych ilosciach.Z drugiej strony niektóre z pierwiast¬ ków zwykle znajdujacych sie w zeliwie, jak np. siarka i fosfor, powinny byc usu¬ niete, o ile jednak nie da sie ich usunac, to zawartosc ich w stopie nie powinna przekraczac 0,1% siarki i 0,3% fosforu. W praktyce jednak zawartosc siarki i fosforu jest mniejsza, a mianowicie nie przekra¬ cza 0,05% kazdego z tych skladników, gdyz wywieraja one szkodliwy wplyw na twardosc i jakosc stopu. To samo w pew¬ nym stopniu stosuje sie do krzemu, z ta tylko róznica, ze ilosci krzemu zawartego w stopie moga wynosic do okolo 1,5%, bez pogarszania wlasciwosci stopu. Jednak okolo 2,5% krzemu stanowi najwieksza ilosc, jaka moze zawierac stop pod warun¬ kiem wiekszej zawartosci boru. Inaczej bowiem w stopie wegiel moze ulec strace¬ niu w postaci grafitu, czego nalezy unikac, gdyz wegiel w stopie wedlug wynalazku powinien sie znajdowac w postaci zwia¬ zanej. Bardzo dobry stop wedlug wynalaz¬ ku zawiera okolo 1% krzemu, ilosc zas %-owa wegla i boru razem nie powinna przekraczac okolo 4,5% i moze siegac co najwyzej 6%.Twardy stop wedlug wynalazku poza zelazem zawiera 2,5 do 3,5% wegla, 0,75 do 1,5% boru, 2,5 do 6% niklu, nie wiecej niz 1,5% krzemu, 0,05% siarki i 0,05% fos¬ foru.Stop powyzszy nie powinien zawierac glinu, gdyz niewielka nawet jego zawar¬ tosc powoduje zmniejszenie sie twardosci stopu. Wobec tego stosowanie jako sklad¬ nika stopu zelazo-boru, otrzymanego przez topienie termitowe, a wiec mogacego zawie¬ rac pewne ilosci glinu, nie jest wskazane.Równiez miedz, zawarta w stopie w ilosci powyzej 1%, zmniejsza jego twardosc.Nieobecnosc niklu w stopie powoduje zmniejszenie sie jego twardosci, aczkol¬ wiek stop bedzie jeszcze posiadal znaczna twardosc odpowiednia do wielu celów.Stopy np. bez niklu o powyzej poda¬ nych zawartosciach wegla i boru beda po¬ siadaly w przyblizeniu twardosc — 2 —Jednostki.Procentowa zawartosc Zm*E£Z& Brinella Wegla Boru Wegla Boru Wegla Boru Wegia Boru — 3,5 - 0,2 — 3,25 — 0,5 — 3,25 - 1,0 — 3,0 — 1,7 2,5 0,5 2,5 1,0 2,0 1,0 500 600 700 800 Nadzwyczajny wplyw niklu na wla¬ sciwosci stopu wedlug wynalazku jest przedstawiony na wykresie, na którym krzywa A przedstawia utwardzajace dzia¬ lanie dodatku niklu w granicach od 1 do 10% w stopie zawierajacym okolo 3% we¬ gla i 1% boru, a krzywa B — odwrotny wplyw wywarty przez dodatek niklu na zwykla stal o zawartosci okolo 3% wegla bez boru. Obydwie próbki nie zawieraly praktycznie biorac siarki i fosforu, przy czym próbka A zawierala okolo 0,75% krzemu, a próbka B — 0,50% krzemu, co nieco wplywaloby na korzysc próbki B pod wzgledem twardosci. Na krzywej A uwidoczniony jest raptowny i duzy wzrost twardosci przy dodaniu 2,5 do 3,5% niklu do stopu zawierajacego bor, podczas gdy przy dodawaniu tych samych ilosci niklu do zwyklego zeliwa zachodzi prawie tak samo raptowne zmniejszenie sie twardosci.Przy wiekszych zawartosciach boru wedlug krzywej A twardosc bylaby wieksza.Stop wedlug wynalazku jest wytwa¬ rzany przez wspólne stopienie jego sklad¬ ników w pozadanym stosunku w podanych powyzej granicach, przy czym boru doda¬ je sie w postaci stopu zelazo-borowego, nie zawierajacego glinu i wykazujacego bardzo mala zawartosc siarki i fosforu. Inny spo¬ sób wytwarzania stopu polega na uzyciu dobrego gatunku zeliwa, zawierajacego najlepiej okolo 3% lub wiecej wegla, od 2 do 4% krzemu, ponizej 0,3% fosforu i po¬ nizej 0,1 siarki, jednak najlepiej gdy zeli¬ wo nie zawiera zupelnie siarki i fosforu, o- raz mala ilosc krzemu, jaka zwykle jest zawarta w zeliwie (ewentualnie bez krze¬ mu). Zeliwo w gaskach roztapia sie w obec¬ nosci wolnego wegla np. w grafitowym ty¬ glu w zetknieciu z boraksem lub przy do¬ daniu pewnej ilosci wolnego wegla. Zeliwo to pozostaje w stanie cieklym, az zajdzie pozadana redukcja boru i boraksu wsku¬ tek reakcji z weglem oraz pewna iloscia krzemu i wchloniecie go przez zelazo; ilosc krzemu, zawarta poczatkowo w zeliwie zo¬ staje znacznie zmniejszona. Nikiel moze byc dodany do ladunku wegla lub moze byc stopiony wraz z pierwotnie otrzyma¬ nym stopem wegiel - bor - zelazo. Wegiel w gotowym stopie wedlug wynalazku znajdu¬ je sie caly w postaci zwiazanej, a nie w postaci grafitu; zlom stopu posiada sreb¬ rzystobialy polysk.Gotowy stop moze byc odlewany we wszelkich pozadanych postaciach albo blo¬ kach przeznaczonych do ponownego sta¬ piania. Jezeli zas jest on potrzebny do wy¬ konania twardego wylozenia rur i cylin¬ drów, to najlepiej go wylac na stalowa plyte w postaci tafli w taki sposób, aby ja mozna bylo rozbic na drobne kawalki, o- czyscic od zuzla i wszelkich cial obcych za pomoca strumienia piasku, kapieli lub w inny sposób. Nastepnie rozbija sie te ka¬ walki na czesci o pozadanych wymiarach, aby latwo je mozna bylo wprowadzic do wnetrza rur, przeznaczonych do wyloze¬ nia za pomoca sposobu odsrodkowego.Stop wedlug wynalazku wyraznie sie rózni od szarego zeliwa i zwyklego bialego zeliwa oraz posiada pewne wlasciwosci zblizone albo przewyzszajace wlasciwosci drogich twardych stopów i stali, które badz to z powodu wysokiej ceny, badz tez wyso¬ kiego punktu topliwosci albo z obu tych po- — 3 "—wodów nie moga byc uzyte da celów, do których stop wedlug wynalazku jest bardzo odpowiedni. Stop ten jest pierwszym tanim stopem zeliwnym, róznym od stali, posia¬ dajacym dostatecznie niski punkt topliwo¬ sci, co pozwala na latwe przytapianie go do stalowych i zeliwnych cylindrów oraz rur w celu ich wylozenia; stop ten moze tez miec i inne zastosowanie, mianowicie tam, gdzie wymagana jest nadzwyczajna twar¬ dosc i odpornosc na zuzycie, co dotychczas charakteryzowalo tylko kosztowne stopy stalowe oraz inne stopy o wysokim punk¬ cie topliwosci.Sposób ulepszania stali, a w niektó¬ rych wypadkach i zeliwa, przez stosowanie boru byl juz znany, jednak nie mozna bylo otrzymac dobrych wyników. PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Twardy stop zeliwny, zasadniczo nie poddajacy sie obróbce narzedziami skrawajacymi, znamienny tym, ze sklada sie glównie z zelaza i zawiera od 2 do 4% wegla zwiazanego, od 0,2% do 2,5% boru, nie wiecej niz 2,5% krzemu, nie wiecej jak 0,1% siarki i nie wiecej jak 0,3% fos¬ foru, przy czym stop ten posiada twardosc powyzej 500 wedlug skali diamentowej Monotron Brinella oraz punkt topliwosci pomiedzy 1 065,5° — 1 126,6°C.
2. 2. Odmiana stopu wedlug zastrz. 1, znamienna tym, ze zawiera 1,5 — 9% ni¬ klu i posiada twardosc powyzej 700 we¬ dlug skali diamentowej Monotron Brinella oraz punkt topliwosci pomiedzy 1 065,5°C — 1 126,6°C Industrial Research Laboratories, Ltd. Zastepca: I Myszczynski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL