PL65970B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 20.VIII.1972 65970 KI. ISM^S- 4U, MKP C21c l/j UKD Wspóltwórcy wynalazku: Mieczyslaw Pachowski, Eugeniusz Szpunar Wlasciciel patentu: Instytut Mechaniki Precyzyjnej, Warszawa (Polska) Sposób wytwarzania zeliwa sferoidalnego 2 Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia zeliwa sferoidalnego za pomoca modyfikacji krzemem.Dotychczas najczesciej stosuje sie do wytwarza¬ nia zeliwa sferoidalnego modyfikowanie magne- 5 zem, cerem lub ich stopami z innymi pierwiast¬ kami.Sposób modyfikowania zeliwa magnezem na¬ strecza szereg bardzo istotnych trudnosci technicz¬ nych i technologicznych. Magnez wprowadzony do 10 kapieli plynnego metalu paruje bardzo intensyw¬ nie, wywolujac wyrzucanie plynnego metalu z ka¬ dzi lub zbiornika. Dla zabezpieczenia obslugi przed skutkami takiej reakcji stosuje sie specjalne me¬ tody wprowadzania magnezu, a mianowicie: mo- 15 dyfikowanie w kadziach z hermetycznym zamknie¬ ciem, modyfikowanie w komorach cisnieniowych, modyfikowanie w zbiornikach zeliwiaków, mody¬ fikowanie metoda dzwonowa, oraz podobne.Wszystkie te metody lacza sie jednak z kosz- 20 townymi urzadzeniami pomocniczymi. Poza tym zeliwa modyfikowane magnezem wykazuja sze¬ reg wad technologicznych, co utrudnia wytwarza¬ nie jakosciowych odlewów o wysokich wlasnos¬ ciach mechanicznych. Odlewy modyfikowane ma- 25 gnezem wykazuja mianowicie duzy skurcz obje¬ tosciowy i liniowy oraz sklonnosc do tworzenia wad odlewniczych w postaci czarnych plam, pek¬ niec, rzadzizn i jam skurczowych, przy czym wa¬ dy w postaci czarnych plam obnizaja powaznie 30 wlasnosci mechaniczne odlewu do poziomu wla¬ snosci zeliwa szarego.Dla unikniecia wyzej wymienionych wad mody¬ fikowania magnezem wprowadzono w ograniczo¬ nym zakresie modyfikowanie stopami magnezu z niklem lub miedzia, o zawartosci 5—10% magne¬ zu. Stosowanie tego sposobu jest uzasadnione w przypadku zeliw stopowych, jezeli dodatki niklu lub miedzi wprowadzane z modyfikatorem sta¬ nowia jednoczesnie skladnik stopowy zeliwa.Ostatnio stosuje sie równiez do modyfikacji cer, który w temperaturze modyfikacji nie paruje.Wprowadza sie go w postaci stopu metali ziem rzadkich lub tez w postaci stopów z niklem i mie¬ dzia. Sposób modyfikowania stopami metali ziem rzadkich jest bardziej oplacalny w stosunku do modyfikowania stopami ceru z niklem lub mie¬ dzia, stwarza jednak szereg trudnosci technolo¬ gicznych zwiazanych z oddzialywaniem na wla¬ snosc zeliwa pozostalych skladników stopowych, a poza tym wytwarzanie stopów ceru jest jeszcze bardzo drogie.Celem wynalazku jest ustalenie sposobu wy¬ twarzania zeliwa sferoidalnego za pomoca mody¬ fikowania metalami wzglednie metalem, który obok bezpiecznej pracy zapewni prosta technologie, mozliwa do zastosowania równiez w odlewach malych.Cel postawiony zostal osiagniety przez przegrze¬ wanie wsadu do temperatury 1600°C i modyfika- 6597065970 3 cje zeliwa krzemem w postaci FeSi lub CaSi w dwióch fazach, a mianowicie w pierwszej, w piecu przez dodanie do kapieli 2/3 zadanej zawar¬ tosci krzemu, a w drugiej, w kadzi odlewniczej — pozostalej V3 zawartosci uzyskuje sie bez modyfi¬ kowania magnezem lub cerem zeliwo o budowie calkowicie sferoidalnej, wykazujace bardzo dobre wlasnosci mechaniczne i technologiczne.Sposób wytwarzania zeliwa sferoidalnego wedlug wynalazku polega na tym, ze stapia sie w piecu elektrycznym lukowym lub indukcyjnym wsad me¬ talowy o zawartosci wagowo do 0,5% C, do 0,4% Si, do 0,2 Mn i maksimum 0,1% P+ S i przegrze¬ wa do temperatury 1600°C. Nastepnie nawegla sie stopiona kapiel elektrodami weglowymi do zada¬ nej zawartosci wegla pod przykryciem lustra ka¬ pieli zuzlem zasadowym. Po nawegleniu wsadu, przed samym spustem, wprowadza sie do kapieli 2/3 zadanej zawartosci krzemu w postaci FeSi lub CaSi. Pozostale 1/3 zawartosci wprowadza sie do zeliwa w kadzi odlewniczej bezposrednio przed zalewaniem form.Zeliwo modyfikowane krzemem wedlug wyna¬ lazku wykazuje grafit sferoidalny i posiada wy¬ trzymalosc na rozciaganie 50—60 kG/mm2, twar¬ dosc 170—220 kG/mm2 i wydluzenie wzgledne A5 = = 15%. Osnowe struktury metalicznej stanowi per¬ lit + ferryt w proporcji uzaleznionej od stosunku sumy wegla i krzemu oraz manganu.Poza tym zeliwo wytworzone wedlug wynalazku posiada wysokie zalety technologiczne. Wykazuje stosunkowo maly skurcz objetosciowy i liniowy, rzedu 1,1%, dzieki czemu otrzymuje sie je przy minimalnych jamach skurczowych oraz o stosun¬ kowo malej sklonnosci do powstawania pekniec i na zimno i na goraco. Oprócz tego zeliwa te maja bardzo niskie naprezenia wewnetrzne.Sam proces modyfikowania przebiega bardzo spokojnie, nie wymaga zadnych urzadzen pomoc¬ niczych i moze byc prowadzony w normalnych warunkach kazdej odlewni. Modyfikatory w po¬ staci FeSi i CaSi sa poza tym ogólnie dostepne i tanie oraz poddaja sie latwo rozdrobnieniu.Dobierajac odpowiedni sklad chemiczny wsadu mozna otrzymywac szeroki zakres wlasnosci me¬ chanicznych, a co najwazniejsze, mozna otrzymy¬ wac zeliwo o osnowie ferrytycznej gwarantujacej osiaganie wydluzenia A5 wiekszego od 15% bez 5 wyzarzania.Przyklad. W elektrycznym piecu lukowym stopiono wsad skladajacy sie ze zlomu stalowego zawierajacego wagowo okolo 0,4% C, 0,28% Si, 0,2 Mn oraz okolo 0,09% P +S i przegrzano kapiel 10 do temperatury 1580°C. Naweglono w tej tempe¬ raturze elektrodami weglowymi do zawartosci wa¬ gowej 3—4% C, przy czym na zwierciadle kapieli utrzymywano zuzel zasadowy, skladajacy sie glów¬ nie z weglika wapnia. Po nawegleniu wsadu przed 15 samym spustem wprowadzono do kapieli wagowo 2,5% Si w postaci CaSi i po wytrzymaniu kapieli przez 10 minut przelano zeliwo do kadzi odlew¬ niczej, do której dodano wagowo 1% Si w postaci Ca-Si i zalano formy. 20 Badania przeprowadzone na zeliwie odlanym bez obróbki cieplnej wykazaly, ze posiada ono wy¬ trzymalosc na rozciaganie 55—65 kG/mm2, przy czym twardosc znajduje sie w granicach 170—229 kG/mm2, a wydluzenie A5 = 15%. Mikroszlify wy- 25 konane w miejscach, w których tworza sie zwykle jamy usadowe, wykazaly brak pecherzy, a skurcz objetosciowy nie przekroczyl w granicznym przy¬ padku 1,1%. 80 PL PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania zeliwa sferoidalnego w do¬ wolnych piecach, zwlaszcza elektrycznych luko¬ wych lub indukcyjnych, znamienny tym, ze sto- 35 piony wsad zlomu stalowego podgrzany do tem¬ peratury okolo 1600°C nawegla sie znanym sposo¬ bem elektrodami weglowymi przy zwierciadle ka¬ pieli pokrytym zuzlem zasadowym i dodaje na¬ stepnie krzem w postaci FeSi lub CaSi w dwóch 40 fazach procesu, i to w pierwszej — do pieca przed spustem — w ilosci maksimum 2/3 zadanej zawar¬ tosci krzemu, a w drugiej — do kadzi przed sa¬ mym zalewaniem do form — reszte zadanej za¬ wartosci krzemu. Cena zl 10.— W,P,Kart? 0/614/7?, 190 + 15 PL PL