RU2181775C1 - Способ получения чугуна с различной формой графита - Google Patents
Способ получения чугуна с различной формой графита Download PDFInfo
- Publication number
- RU2181775C1 RU2181775C1 RU2001106853/02A RU2001106853A RU2181775C1 RU 2181775 C1 RU2181775 C1 RU 2181775C1 RU 2001106853/02 A RU2001106853/02 A RU 2001106853/02A RU 2001106853 A RU2001106853 A RU 2001106853A RU 2181775 C1 RU2181775 C1 RU 2181775C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- melt
- slag
- cast iron
- metal
- aluminum
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, преимущественно литейному производству, в частности к получению чугунов с различной формой графита. Способ включает загрузку в печь шихты, проплавление ее под основным шлакообразующим материалом до получения заданного суммарного содержания углерода и кремния в расплаве, перегрев расплава до заданной температуры, введение алюминия с последующей термовыдержкой не более 30 мин, скачивание шлака и модифицирование расплава в ковше силикокальцием в количестве 1,0-1,5% от веса жидкого металла в ковше. В качестве основного шлакообразующего материала используют флюс в количестве 0,3-1,5% от веса жидкого металла. После достижения заданной температуры расплав выдерживают в течение 1-7 мин. Скачивают шлак. Алюминий вводят на зеркало металла в количестве 1,2-3,5% от веса жидкого металла, после чего наводят новый слой покровного флюса. Способ позволяет исключить отбел при центробежном и непрерывном литье, повысить порог обрабатываемости резанием, увеличить твердость до НВ 190-400, а основу структуры довести до 96% содержания перлита, а также получить однородность по твердости и структуре в особо тонких отливках. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, преимущественно литейному производству, в частности к получению чугунов с различной формой графита и повышенными свойствами для ответственного литья, например отливок гильз цилиндров ДВС, гильз буровых насосов, валов металлургической и мукомольной промышленности, быстроизнашиваемых частей горно-обогатительной техники и дробометно-очистительного оборудования.
Известен способ получения чугуна с вермикулярным графитом, включающий плавку шихты в плавильной печи и обработку полученного расплава добавками, содержащими глобулизирующие и антиглобулизирующие элементы, при этом в качестве добавок используют окомкованную смесь чугунной стружки, бекхоусной и угольной пыли в количестве 5-50 от массы обрабатываемого чугуна (1).
Известен способ получения алюминиевого чугуна с компактным графитом, включающий в себя обработку расплава чугуна смесью алюминия, магнийсодержащего модификатора и криолита с соотношением криолита и алюминия в смеси (0,5...2,5):10 в реакционной камере (2).
Недостатком известного способа является невозможность его использования при центробежном литье.
Известен способ получения чугуна для тонкостенных отливок, включающий расплавление шихтовых материалов, содержащих 0,03...0,4% хрома, перегрев и раскисление расплава, ввод сфероидизаторов и графитизаторов в ковше при выпуске в него расплава и заливку форм. Содержание кремния в шихте поддерживают равным 0,4...0,6 мас.% (3).
Недостатками известного способа являются применение сфероидизирующих модификаторов, не дающих стабильности получения различно-заданных форм графита при центробежном литье, разброс твердости, наличие отбела в различных сечениях отливки и плохая обрабатываемость резанием.
Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения высокопрочного чугуна с перлитной, феррито-перлитной матрицей и глобулярными включениями графита, включающий загрузку в печь шихты, состоящей из стального лома, передельного чугуна и углеродсодержащей добавки, проплавление ее под основным шлакообразующим материалом до получения заданного суммарного содержания углерода и кремния в расплаве, перегрев расплава до заданной температуры, введение алюминия с последующей термовыдержкой не более 30 мин, скачивание шлака и модифицирование расплава в ковше силикокальцием в количестве 1,0-1,5% от веса жидкого металла (4).
Недостатком известного способа является невозможность получения чугунов с различно-заданной формой графита, разброс твердости, наличие отбела в различных сечениях отливки, плохая обрабатываемость резанием.
Задачей изобретения является получение Fe-C-Al-чугунов с различно-заданной формой графита, с повышенными механическими и физическими свойствами, превышающими свойства Fe-C-Si-чугунов в два и более раз.
Предлагаемый способ получения чугуна отличается от известного (4) тем, что в качестве основного шлакообразующего материала используют флюс в количестве 0,3-1,5% от веса жидкого металла, после достижения заданной температуры расплав выдерживают в течение 1-7 минут, скачивают шлак, а алюминий вводят на зеркало металла в количестве 1,2-3,5% от веса жидкого металла, после чего наводят новый слой покровного флюса.
В таблице представлены результаты плавки чугунов различными способами.
Способ осуществляют следующим образом.
Плавку чугуна производят в любом типе плавильного агрегата, например в высокочастотной индукционной печи с основной футеровкой. В качестве шихты используют стальной лом, передельный низкокремнистый чугун, графитовую стружку. Расплавление ведут под основным шлакообразующим материалом - флюсом, взятым в количестве 0,3-1,5% от жидкого металла до получения чугуна с суммарным содержанием С и Si 3,0-4,0%, перегревают расплав до температуры 1500-1580oС, выдерживают 1-7 минут, скачивают шлак и вводят алюминий на зеркало металла в количестве 1,2-3,5%, после чего производят термовыдержку в течение 1-30 минут. При выпуске металла из печи производят модифицирование силикокальцием в количестве 1,0...1,5% от веса металла в ковше для наиболее эффективного воздействия на процесс графитизации чугуна.
Использование синтетического низкокремнистого расплава позволяет говорить об Fe-C-Al-системе построения получаемых предлагаемым способом чугунов с различно- заданной формой графита и требуемыми свойствами вместо классической Fe-C-Si- системы.
Осуществление получения гаммы Fe-C-Al-чугунов возможно по предлагаемому способу при эквивалентной замене содержания кремния на алюминий:
- использование синтетической низкокремнистой шихты с целью получения суммарного содержания С и Si в пределах 3,0...4,0%;
- ведение электроплавки в любых типах печей расширяет границы использования (особо качественный чугун выплавляется в ЭДП постоянного тока);
- ведение плавки и перегрев расплава до температуры 1500-1580oС под основным шлакообразующим материалом (флюсом);
- выдержка 1...7 минут при температуре 1500...1580oС под шлаком, позволяющим уменьшить окисление алюминия при вводе его в расплав чугуна, тем самым повысив коэффициент усвоения алюминия в чугуне. Положительная роль флюса объясняется его большим химическим сродством к кислороду по сравнению с алюминием, что позволяет за счет термовыдержки произвести более глубокую дегазацию.
- использование синтетической низкокремнистой шихты с целью получения суммарного содержания С и Si в пределах 3,0...4,0%;
- ведение электроплавки в любых типах печей расширяет границы использования (особо качественный чугун выплавляется в ЭДП постоянного тока);
- ведение плавки и перегрев расплава до температуры 1500-1580oС под основным шлакообразующим материалом (флюсом);
- выдержка 1...7 минут при температуре 1500...1580oС под шлаком, позволяющим уменьшить окисление алюминия при вводе его в расплав чугуна, тем самым повысив коэффициент усвоения алюминия в чугуне. Положительная роль флюса объясняется его большим химическим сродством к кислороду по сравнению с алюминием, что позволяет за счет термовыдержки произвести более глубокую дегазацию.
Количество порошкообразного флюса до ввода алюминия составляет 0,3... 1,5% от веса жидкого металла и определено экспериментально исходя из условий наиболее эффективного усвоения чугуном алюминия. При меньшем количестве алюминий ошлаковывается и в чугуне не обеспечивается различно- заданная форма графита. Более высокое содержание флюса не ведет к улучшению свойств чугуна.
После скачивания образовавшегося шлака производят ввод алюминия, результатом чего становится эквивалентная замена кремния на алюминий и возникает Fe-C-Al-система построения чугунов. Этому способствует не только дальнейшая высокая температура перегрева и наведение нового покровного слоя флюса, обеспечивающего высокую микрооднородность расплава, полное растворение и равномерное распределение алюминия по объему расплава, но и выдержка расплава при температуре 1500. ..1580oС в течение 1-30 минут при соблюдении предлагаемых соотношений углерода и кремния до ввода алюминия и дальнейшего содержания алюминия в необходимом процентном содержании в зависимости от предъявляемых к чугунам требований по свойствам. Временная термовыдержка обеспечивает необходимую полноту протекания реакции раскисления чугуна, способствует удалению крупных неметаллических включений (Аl2O3), неизбежно возникающих при вводе алюминия, а также образованию мелкодисперсных частиц.
Нижний предел температуры перегрева 1500oС необходим для достижения требуемой однородности расплава, а выше верхнего предела (1580oС) увеличение эффекта не наблюдается. В предлагаемых пределах перегрева (1500...1580oС), продолжительности выдержки (1-30 минут) при наличии покровного флюса (0,3... 1,5%) и алюминия (1,5...2,5%) обеспечивается однородная твердость и структура даже в особо тонкостенных отливках и заготовках (поршневого кольца).
Наличие карбидов (Fe3CАlх) и нитридов AIN увеличивают вязкость, прочность, износостойкость и другие свойства у чугуна, уменьшая скорость роста кристаллов аустенита. В итоге при кристаллизации получается более мелкодисперсная структура. Кроме того, обеспечивается чистота расплава по содержанию газов (О2 и N2), что позволяет устранить отбел как в фасонных отливках, так и в заготовках, полученных центробежным и непрерывным методами литья даже при перлитной основе структуры, получить предел прочности 350... 1000 Мпа/ мм2, твердости НВ 190...400 и в тоже время хорошую обрабатываемость резанием. Наличие колото-витой стружки позволяет производить механообработку на обрабатывающих центрах без вывода из строя последних вследствие отсутствия чугунной пыли.
При переливе в разливочный ковш и соблюдении всех предыдущих операций создается благоприятная ситуация для последующего модифицирования расплава силикокальцием из расчета 1,0...1,5% от веса металла в ковше для обеспечения высокого графитизирующего эффекта, ведущего как следствие к увеличению выхода годного, уменьшению трещин при центробежном и непрерывном литье, повышению механических и эксплуатационных свойств.
Пример. Плавку чугуна осуществляют в высокочастотной индукционной печи с основной футеровкой, используя в качестве шихты стальной лом, передельный низкокремнистый чугун, графитовую стружку с расчетом получения суммарного содержания С и Si в пределах 3,0...4,0%. Расплавление ведут под флюсом в количестве 1,0% от веса жидкого металла. Перегревают расплав до температуры 1550oС по получению заданно-требуемого химического состава и выдерживают в течение 1-7 минут при указанной температуре, далее скачивают образовавшийся шлак. На зеркало металла вводят алюминий (чушки) из расчета 2,2% от веса жидкого металла с целью получения вермикулярной формы графита.
Наводится новый слой покровного флюса, нагрев до температуры 1550oС и выдержка в течение 20 минут при указанной температуре. При переливе в разливочный ковш скачивают шлак и в целях стабильности и равномерного распределения графитовых включений производят обработку силикокальцием, подавая его на дно ковша в количестве 1,0% от веса металла в ковше.
Эффект сфероидизации при предлагаемом способе длится до 60 минут. Полученный таким образом чугун имеет свойства, приведенные в табл.1, номер 4.
Чугун, полученный по а.с. 1435609, 1735381, при аналогичных условиях имеет худшие показатели (табл.1, номер 1, 3), чем чугун, полученный заявленным способом.
Таким образом, использование предлагаемого способа получения Fe-C-Al-чугунов с различной формой графита позволяет создать гамму новых чугунов, способных удовлетворить возросшее требование к ним без применения дорогостоящих легирующих и сфероидизирующих элементов. Указанные чугуны имеют колото-витую стружку без образования графитовой пыли, что позволяет производить их обработку на обрабатывающих центрах без вреда для последних.
Способ позволяет также исключить отбел при центробежном и непрерывном литье, повысить порог обрабатываемости резанием, увеличить твердость до НВ 190...400, предел прочности до 350...1000 МПа/мм, а основу структуры довести до 96% содержания перлита (П96), получить однородность по твердости и структуре в особо тонких отливках. Высокая ударная вязкость позволяет расширить области применения Fe-C-Al-чугунов.
Источники информации
1. Патент РФ 1435609, М.Кл. С 21 С 1/00.
1. Патент РФ 1435609, М.Кл. С 21 С 1/00.
2. Авт.св. СССР 1211299, М.Кл. С 21 С 1/00.
3. Авт.св. СССР 1735381, М.Кл. С 21 С 1/00.
4. Авт.св. СССР 539948, М.Кл. С 21 С 1/00.
Claims (1)
- Способ получения чугуна, включающий загрузку в печь шихты, состоящей из стального лома, передельного чугуна и углеродсодержащей добавки, проплавление ее под основным шлакообразующим материалом до получения заданного суммарного содержания углерода и кремния в расплаве, перегрев расплава до заданной температуры, введение алюминия с последующей термовыдержкой не более 30 мин, скачивание шлака и модифицирование расплава в ковше силикокальцием в количестве 1,0-1,5% от веса жидкого металла в ковше, отличающийся тем, что в качестве основного шлакообразующего материала используют флюс в количестве 0,3-1,5% от веса жидкого металла, после достижения заданной температуры расплав выдерживают в течение 1-7 мин, скачивают шлак, а алюминий вводят на зеркало металла в количестве 1,2-3,5% от веса жидкого металла, после чего наводят новый слой покровного флюса и производят термовыдержку.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001106853/02A RU2181775C1 (ru) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | Способ получения чугуна с различной формой графита |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001106853/02A RU2181775C1 (ru) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | Способ получения чугуна с различной формой графита |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2181775C1 true RU2181775C1 (ru) | 2002-04-27 |
Family
ID=20247122
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001106853/02A RU2181775C1 (ru) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | Способ получения чугуна с различной формой графита |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2181775C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641204C2 (ru) * | 2016-05-06 | 2018-01-16 | Адель Талгатович Мулюков | Способ получения легированного чугуна для износостойких деталей |
-
2001
- 2001-03-13 RU RU2001106853/02A patent/RU2181775C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2641204C2 (ru) * | 2016-05-06 | 2018-01-16 | Адель Талгатович Мулюков | Способ получения легированного чугуна для износостойких деталей |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101402581B1 (ko) | 개선된 연성 주철 제조 방법 | |
CN111961954A (zh) | 一种铸态混合基体qt500-14球墨铸铁的制备方法 | |
Colin-García et al. | Nodule count effect on microstructure and mechanical properties of hypo-eutectic ADI alloyed with nickel | |
RU2181775C1 (ru) | Способ получения чугуна с различной формой графита | |
RU2250268C1 (ru) | Способ получения отливок из половинчатого чугуна с аустенитно-бейнитной структурой | |
RU1803461C (ru) | Износостойкий чугун | |
RU2432412C2 (ru) | Чугун и способ его получения | |
US2943932A (en) | Boron-containing ferrous metal having as-cast compacted graphite | |
RU2641204C2 (ru) | Способ получения легированного чугуна для износостойких деталей | |
RU2402617C2 (ru) | Способ измельчения графитных включений в высокопрочном чугуне | |
RU2019569C1 (ru) | Способ получения отливок из белого чугуна | |
RU2016077C1 (ru) | Способ получения чугунных мелющих тел | |
RU2007465C1 (ru) | Способ получения высокохромистых белых износостойких чугунов | |
RU2198227C1 (ru) | Способ получения антифрикционного чугуна с шаровидным графитом | |
RU2315815C1 (ru) | Способ получения чугуна с вермикулярным графитом | |
SU1331903A1 (ru) | Износостойкий чугун | |
RU2037551C1 (ru) | Чугун | |
RU2254207C2 (ru) | Способ получения отбеленных износостойких отливок | |
RU2267542C1 (ru) | Чугун, способ его получения и способ термической обработки отливок из него | |
SU1705395A1 (ru) | Чугун | |
RU2495133C2 (ru) | Способ производства высокопрочных чугунов с шаровидным или вермикулярным графитом на основе наноструктурированного науглероживателя | |
SU765386A1 (ru) | Комплексный модификатор | |
SU539948A1 (ru) | Способ производства высокопрочного чугуна | |
SU1686021A1 (ru) | Чугун | |
RU2119547C1 (ru) | Высокопрочный чугун |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
QB4A | Licence on use of patent |
Effective date: 20060131 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070314 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20090127 |
|
PC4A | Invention patent assignment |
Effective date: 20091209 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140314 |