PL37654B1 - - Google Patents

Description

W celu wytwarzania stopów zelaznych, zwlasz¬ cza zeliwa o dobrych wlasnosciach mechanicz¬ nych proponowano juz szereg sposobów. Na przy¬ klad wedlug patentów niemieckich nr nr 209914 i 349746 mozna zwiekszyc wytrzymalosc zeliwa na rozciaganie i sciskanie przez dodanie do nich ma¬ gnezu lub zawierajacych magnez stopów jak Al- Mg, Ni-Mg, Fe-Si-Mg pojedynczo lub lacznie.Równiez przez ogrzewanie surówki szarej w tem¬ peraturze okolo 1500—1700° C nadano jej struk¬ ture drobnoziarnista a wskutek tego i polepszono jej wlasciwosci mechaniczne. Wedlug patentu niemieckiego nr 608767 jest rzecza mozliwa wy¬ tworzyc zeliwo nadeutektyczne o dobrych wlasci¬ wosciach przez dodanie stopów olowianych, za¬ wierajacych Ca, Sr, Ba, Li lub Mg w celu nadania mu struktury drobnoziarnistej. W patencie nie¬ mieckim nr 700732 opisano sposób wytwarzania panewek lozyskowych z zeliwa, wykazujacych na powierzchni drobnoziarnista strukture grafitowa o umiarkowanej twardosci.Badania wykazaly, iz za pomoca wspomnianych dodatków osiaga sie koagulacje grafitu do ksztal¬ tu kulistego, czyli zeliwo o duzej wytrzymalosci.Badania te doprowadzily do opracowania sposo¬ bów, podanych w patentach amerykanskich nr nr 2485760 i 2485761, wedlug których proponuje sie wprowadzenie do zeliwa magnezu w ilosci do 0,3% przez dodanie go w postaci stopów niklowo- magnezowychf aby otrzymac w ten sposób grafit sferoidalny. Wedlug innego znanego sposobu uzy¬ skuje sie jakosciowe zeliwo przez dodanie stopów aluminiowo-magnezowych lub magnezowo-krze- mowych w celu przeprowadzenia grafitu w po¬ stac drobno gruzolowata, przy czym zawartosc krzemu w takich stopach sluzy do obnizenia sklon¬ nosci zeliwa do krzepniecia w postaci zeliwa bia¬ lego. W celu zapobiezenia obnizeniu temperatu¬ ry odlewania zeliwa wskutek dodatku stopów magnezowych wprowadzono do zeliwa takie stopy w stanie roztopionym przy ewentualnym dodawa¬ niu do nich berylu lub ceru w celu zmniejszenia sklonnosci do spalania magnezu.Przy obróbce stopów zelaznych czynnikami roz¬ topionymi nalezy podkreslic te niedogodnosc, ze ze wzgledów technicznych wprowadza sie przy tym skladniki stopowe same przez sie niepotrzebne.Ponadto trudno jest scisle okreslic ilosc stosowa¬ nych dodatków, jak równiez zapobiec odbielaniu zeliwa, np. przy uzyciu magnezu lub ceru, pomimo doprowadzania krzemu.Szczególne trudnosci wystepuja, gdy chodzi o zachowanie okreslonej zawartosci w zeliwie fosforu lub manganu. Na przyklad zawartosc fo¬ sforu w zeliwie o duzej wytrzymalosci, lecz malej, rozciagliwosci w obecnosci 0,5—0,6% Mn powin¬ na wynosic okolo 0,2%. Przy wytwarzaniu zeliwa o duzej ciagliwosci zawartosc w nim manganu powinna wynosic ponizej 0,45%, a zawartosc fo¬ sforu ponizej 0,1%. W zeliwie szczególnie o du¬ zej ciagliwosci zawartosc manganu powinna byc nizsza niz 0,25% i zawartosc fosforu nie wieksza niz 0,06%.W celu nadania zeliwu o duzej zawartosci fo¬ sforu struktury b graficie kulistym trzeba ilosc dodatków, np. Mg, Ca, Ce itp. znacznie zwiekszyc nawet tak, aby zawartosc w nim magnezu co naj¬ mniej podwoic, co jednak nie koniecznie musi zapewnic korzystne wyniki. Równiez i przy polepszaniu zelaza zanieczyszczonego lub o duzej zawartosci siarki konieczne jest zwiekszenie do¬ datku magnezu.Przedmiot wynalazku dotyczy sposobu uszla- chetniania zeliwa polegajacego na tym, ze obra¬ bia sie je w stanie roztopionym chlorowcami, naj¬ korzystniej chlorem. Mozna równiez stosowac haloidki np. chlorki, z których ewentualnie przez dodatek dwutlenku manganu lub podobnie dzia¬ lajacych srodków utleniajacych odszczepia sie chlor. Stwierdzono jednak, ze przy uzyciu haloid- ków np. chlorku wapnia chlorek ten sam, a wiec bez dodatku srodka utleniajacego powoduje prze¬ ksztalcenie grafitu gruboplytkowego w grafit drob¬ no rozproszony. Przy zastosowaniu tego sposobu nie zauwazono, aby zeliwo krzepnac wykazywalo sklonnosc do odbielania.Przy chlorowaniu stopów metalowych rozpusz¬ czalnosc skladników stopowych przesuwa sie w kierunku wyzszych stezen, a wskutek tego osiaga sie niezaklócony przebieg procesu krysta¬ lizacji. Poniewaz chlorowane zeliwo osiaga naj¬ wyzszy stopien nasycenia jego skladnikami sto¬ powymi przeto mozna uniknac wydzielania sie niepozadanych skupien np. w postaci grafitu plyt¬ kowego lub weglika.W ten sposób np. mozna bylo w zeliwie zawie¬ rajacym 0,016% S i 0,18% P przeprowadzic plyt¬ kowy grafit w postac drobnoziarnista eteutektycz- na i zwiekszyc wytrzymalosc na rozciaganie z 21,5 do 38,5 kG/mm2. Bez traktowania chlorowcami i' bez przegrzewania nie mozna bylo osiagnac na¬ wet przy niskiej zawartosci siarki, drobnoziarni¬ stej struktury eteutektycznej. Wedlug tego spo¬ sobu udalo sie równiez otrzymac drobnoziarnista strukture eteutektyczna i gruzelkowate wydziela¬ nie grafitu, gdy w polaczeniu z chlorowaniem przeprowadzono obróbke zelazokrzemem.W zeliwie do wyrobu lozysk, wykazujacym dobre wlasciwosci poslizgowe, dazy sie, jak wia¬ domo, do nadania mu struktury o graficie drobno- plytkowym i o drobnoplytkowym perlicie. Przez traktowanie chlorem osiaga sie nie tylko taka strukture, lecz równiez i odpowiadajaca wymaga¬ niom twardosc zeliwa, równa 200 wedlug Brinella.Jako szczególna korzysc sposobu nalezy podkre¬ slic pewnosc osiagniecia takiej struktury.Ponadto stwierdzono, ze mozna wytworzyc lat¬ wo i pewnie zeliwo o duzej wytrzymalosci i ku¬ listym graficie, skoro zaleznie od jakosci zeliwa po traktowaniu uszlachetniajacym, np. po chloro¬ waniu doda sie nastepnie magnezu lub podobnie dzialajacych pierwiastków pierwszej i drugiej grupy ukladu okresowego lub ziem rzadkich.Przy wyzszej zawartosci siarki i fosforu korzy¬ stnie jest chlorowanie przeprowadzic dwukrotnie, przy czym wyzej wspomniane pierwiastki mozna dodawac przed odlewaniem, jak równiez miedzy obu zabiegami chlorowania.Na przyklad zeliwo zawierajace 3,48% C, 1,71% Si, 0,72% Mn,, 0,012% S i 0,18% P obrabia sie zelazokrzemem. Po traktowaniu magnezem za po¬ moca stopu Fe-Si-Mg w ilosci 2%, zawierajacego 4% Mg, tj. przez dodatek tylko 0,08% Mg w temperaturze 1350° C i po obróbce 95%- owym zelazokrzemem nadano zeliwu wytrzymalosc na rozciaganie 30,6 kG/mm2 i twardosc 277 wedlug Brinella. Gdy jednak przed traktowaniem magne¬ zem przeprowadzi sie chlorowanie, trwajace 10 minut przy doprowadzaniu chloru przez rure gra¬ fitowa, to osiaga sie zwiekszenie tej wytrzyma¬ losci do 68,5 kG/mm2 przy twardosci 256 wedlug Brinella. Podczas, gdy nie poddane chlorowaniu zeliwo wykazywalo sklonnosc do krzepniecia o przelomie bialym, to po chlorowaniu nie wy¬ kazywalo ono tej sklonnosci. Struktura niechlo- rowanego zeliwa obok tylko malych pojedyn¬ czych sferolitów wykazuje duza ilosc grafitu w postaci luski. Natomiast przez chlorowanie przeprowadzone po traktowaniu magnezem mozna osiagnac zeliwo sferoidalne. — 2 —Przy uszlachetnianiu innego zeliwa, zawieraja¬ cego 3,0% C, 2,17% Si, 0,43% Mn, 0,14% S i 0,59% P ustala sie zawartosc krzemu na 3,5%.Obrabia sie go równiez w temperaturze okolo 1350° C. Po pierwszym i drugim chlorowaniu doda¬ je sie magnezu w takiej samej ilosci, jak w powyz¬ szym przykladzie. Obróbka zelazokrzemem w tym przypadku nie byla potrzebna. Wytrzymalosc na rozciaganie otrzymanego w ten sposób zeliwa wy¬ nosila 46,7 kG/mm2 i twardosc wedlug Brinella 333 kG/mm2, przy czym uzyskano strukture calko¬ wicie sferoidalna, a zawartosc manganu zmniejszy¬ la sie do 0,03%. Bez chlorowania lub tylko po jed¬ nym chlorowaniu mozna bylo stwierdzic gorsza strukture sferoidalna. Wytrzymalosc odpowiada wskutek tego w przyblizeniu wytrzymalosci zeliwa niechlorowanego i traktowanego magnezem, opi¬ sanego w przykladzie poprzednim.Co sie tyczy niepozadanych skladników stopo¬ wych, które dostaly sie do zeliwa podczas jego wytwarzania, jak np. wiekszej ilosci manganu lub krzemu wprowadzonych wraz z dodatkami w ilo¬ sci wyzej ustalonej sposobem wedlug wynalazku, to pierwiastki te mozna przez odpowiednie chlo¬ rowanie usunac z zeliwa lub zawartosc ich obni¬ zyc w takim stopniu, iz nie dzialaja one zaklóca- jaco.Na przyklad w zeliwie zawartosc manganu moz¬ na bylo zmniejszyc z 0,72 do 0,13% i zawartosc krzemu z 1,74 do 1,08%. Przy silniejszym chloro¬ waniu udalo sie usunac mangan prawie calko¬ wicie.Wedlug wynalazku mozna z latwoscia osiagnac zeliwo o zadanej strukturze i zaleznie od ro¬ dzaju zastosowania go mozna otrzymac wieksze lub mniejsze rozdrobnienie czastek grafitu. Po¬ siada to szczególne znaczenie przy stosowaniu zeliwa jako metalu lozyskowego. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób uszlachetniania zeliwa w celu zapobie¬ zenia wydzielaniu sie w nim niepozadanych skupien, jak równiez w celu usuniecia niepo¬ zadanych skladników stopowych, znamienny tym, ze stopy te poddaie s e w stan e roztopio¬ nym traktowaniu chlorowcami, zwlaszcza chlo¬ rem.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze chlorowcowanie wykonuje sie najkorzystniej za pomoca chlorków lub fluorków osobno lub lacznie, zwlaszcza gdy odszczepianie chlorow¬ ca przeprowadza sie przez dodatek-dwutlenku manganu lub podobnie dzialajacych srodków.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze po wykonaniu zabiegu chlorowcowania do¬ daje sie do roztopionego zeliwa pierwiastków pierwszej i drugiej grupy ukladu okresowego lub grupy metali ziem rzadkich pojedynczo lub lacznie, najkorzystniej magnezu ewentualnie równiez w postaci stopu z innymi pierwia¬ stkami.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, znamienny tym, ze w szczególnych przypadkach, np. przy uszla¬ chetnianiu zeliw o wysokiej zawartosci siarki i (lub) fosforu obróbke wedlug zastrz. 3 po¬ wtarza sie. VEB El ek tr o chemi sches Kombinat Bitterfeld Zastepca: Kolegium Rzeczników Patentowych PL