RU2649190C1 - Способ получения отбеленных износостойких отливок - Google Patents
Способ получения отбеленных износостойких отливок Download PDFInfo
- Publication number
- RU2649190C1 RU2649190C1 RU2017112655A RU2017112655A RU2649190C1 RU 2649190 C1 RU2649190 C1 RU 2649190C1 RU 2017112655 A RU2017112655 A RU 2017112655A RU 2017112655 A RU2017112655 A RU 2017112655A RU 2649190 C1 RU2649190 C1 RU 2649190C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bleached
- casting
- cast iron
- castings
- wear
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 6
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 5
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 4
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000003971 tillage Methods 0.000 claims description 7
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 8
- 230000007704 transition Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 3
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- 238000004061 bleaching Methods 0.000 description 2
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001037 White iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005058 metal casting Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 210000003739 neck Anatomy 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D27/00—Treating the metal in the mould while it is molten or ductile ; Pressure or vacuum casting
- B22D27/04—Influencing the temperature of the metal, e.g. by heating or cooling the mould
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
Изобретение относится к литейному производству и касается получения отбеленных износостойких отливок¸ конкретно отливок рабочих органов почвообрабатывающих машин. Способ включает изготовление сырой песчано-глинистой формы, установку в форму холодильника, обеспечивающего получение отбела в режущей части рабочего органа, толщина сечения которой возрастает от 2…3 до 25…35 мм, заливку чугуна в форму и последующее охлаждение кристаллизующегося металла. Объем холодильника выбирают из расчета 3⋅10-8 м3 на квадратный миллиметр отбеливаемой поверхности отливки. Отливку получают из высокопрочного чугуна с содержанием углерода 3,3…3,6%, кремния 1,21…1,53%, марганца 0,4…0,7%, магния 0,4…0,6% и серы ≤0,02%, который заливают в форму при температуре 1360…1430°C. Отбеленный рабочий слой проходит на глубину 5…7 мм, а ширина переходной зоны составляет не более 8…10 мм. Обеспечивается повышение износостойкости рабочих органов, хорошая обрабатываемость резанием, исключение хрупкого разрушения при резком возрастании нагрузки.
Description
Изобретение относится к металлургии литейного производства, в частности к разработке способа получения отбеленной износостойкой отливки.
Известен способ получения износостойких отбеленных деталей, например быстроизнашивающихся сменных деталей металлургического и горнорудного оборудования. Эти детали отливаются с холодильниками в местах предполагаемого получения отбела, а чугун имеет следующий химсостав, %: С 3,2-3,4; Si 2,8-3,5; Cr 5,0-6,5; Al 1,0-1,5; Mn 0,6-2,0; Fe - остальное.
В чугун при выдаче его из печи в ковш никаких добавок не вводится. Отбеленная часть этих отливок имеет твердость 410-520 НВ, твердость «серой» зоны 320-370 НВ, имеется большая переходная зона (Ю.Н. Таран, В.М. Снатовский, B.C. Лучкин и др. «Чугун», АС 742481, М.кл.2 С22С 37/10).
Недостатками такого способа получения отбеленных износостойких отливок являются: низкая твердость и износостойкость отбеленного слоя, большое количество карбидов в «серых» частях отливки и большая переходная зона между «отбеленной» и «серой» частями отливки. Наличие карбидов в основной «серой» части отливки затрудняет обрабатываемость ее резанием и может привести к хрупкому разрушению изделия при динамических нагрузках.
Известен способ получения отливок автомобильных распределительных валов, включающий изготовление оболочковой формы, установку холодильников, заливку чугуна и последующее регулируемое охлаждение кристаллизующегося металла, при этом, с целью повышения износостойкости валов, чугун заливают при 1375…1400°C, а охлаждение при первичной кристаллизации осуществляют со скоростью 35…40°C/с в носике кулачка и 0,4…0,5°C/с - в центральной части вала (В.П. Платонов, А.А. Колпаков, «Способ получения отливок автомобильных распределительных валов», АС 980955, М.кл.2 B22D 27/04).
Отбел на носиках кулачков получают с помощью:
1. установки холодильников в частях формы, образующих носики кулачков;
2. увеличения содержания карбидообразующих легирующих элементов Mn и Cr;
3. увеличения выдержки и перегрева чугуна в печи;
4. температуры заливки форм.
Недостатком данного способа является недостаточная глубина отбела на носиках кулачков и наличие цементита в опорных шейках.
Все эти способы увеличивают одновременно глубину отбела отливки, в зоне контакта с холодильниками, но при этом увеличивается количество цементита в опорных шейках и в других элементах распредвала, что ухудшает механическую обрабатываемость отливок и делает распредвалы хрупкими.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ получения отбеленных износостойких отливок, включающий изготовление форм, установку холодильников, перелив чугуна из печи в ковш, заливку форм чугуном и последующее охлаждение кристаллизующегося металла, при этом в металлозавалку печи вводят гипс (CaSO4) в количестве 0,1…0,8% от объема жидкого металла (RU, патент на изобретение №2254207, B22D 27/00).
Недостатком данного способа является отсутствие стабильности в получении необходимой величины отбеленной зоны.
Технической задачей данного изобретения является получение заданной стабильной глубины чистого отбеленного слоя в режущей части почвообрабатывающих рабочих органов из высокопрочного чугуна, повышение твердости, регламентирование ширины переходной зоны.
Технический результат заключается в повышении износостойкости почвообрабатывающих рабочих органов за счет отбела режущей кромки, а также в исключении появления эвтектических карбидов в основной «серой» части отливки, что обеспечивает хорошую обрабатываемость резанием и исключает хрупкое разрушение изделия при резком возрастании нагрузки (при ударах).
Указанный технический результат достигается тем, что в заявляемом способе получения отбеленных износостойких отливок, включающем изготовление форм, установку холодильников, перелив чугуна из печи в ковш, заливку форм чугуном и последующее охлаждение кристаллизующегося металла, при этом отбеливают отливки из высокопрочного чугуна в клинообразном сечении режущих частей, в котором его толщина возрастает от 2…3 до 25…35 мм, химический состав чугуна регламентируется содержанием углерода 3,3…3,6%, кремния 1,21…1,53%, марганца 0,4…0,7%, магния 0,4…0,6% и серы ≤0,02%, заливают жидкий металл при температуре 1360…1430°C во влажные песчано-глинистые формы с установкой стальных холодильников объемом 3⋅10-8 м3 из расчета на каждый миллиметр квадратный отбеливаемой поверхности, что обеспечивает полный отбел в режущей части рабочих органов почвообрабатывающих машин на глубину 5…7 мм и ширину переходной зоны не более 8…10 мм.
При испытаниях проводились исследования влияния процентного содержания углерода, кремния, марганца, магния, а также температуры заливаемого чугуна на толщины отбеленного слоя режущей кромки почвообрабатывающих рабочих органов.
Для выбора оптимального состава чугуна для отливок долота плуга с отбеленным рабочим слоем было выполнено исследование комплексного влияния содержания основных его компонентов - кремния и марганца на глубину и характер отбеленной зоны литых образцов клиновидной формы, залитых в сырую песчано-глинистую форму, острым краем, установленных на металлическую плиту.
Исследование проводилось на серии опытных плавок чугуна, выплавленного в лабораторной индукционной печи, с фракционной разливкой металла. Содержание углерода выдерживалось на высоком уровне 3,3…3,6%, чтобы обеспечить образование возможно большего количества эвтектического цементита и высокую твердость отбеленного слоя, содержание серы не превышало 0,02%.
В ходе каждой плавки, изначально низкомарганцевого и низкокремнистого чугуна варьировали содержание марганца и кремния дробными добавками сначала первого, а затем второго элемента. После каждой добавки отбирали пробу на химический анализ и заливали опытный образец для изучения характера отбела.
Твердость отбеленной части образцов в зоне чисто белого чугуна для всех фракций была примерно одинаковой и составляла 60…62,5 HRC. Твердость основного тела отливки (зона графитизированного чугуна) и глубина отбела, измеренная до появления первых включений графитовой эвтектики.
Для достижения необходимой скорости охлаждения отливки, с целью получения заданных параметров отбела, использовались стальные холодильники объемом 3⋅10-8 м3 из расчета на каждый миллиметр квадратный отбеливаемой поверхности, что обеспечивает полный отбел в режущей части рабочих органов почвообрабатывающих машин на глубину 5…7 мм и ширину переходной зоны не более 8…10 мм.
Оптимальная для упрочнения долота чизеля глубина отбеленного слоя 5…7 мм и приемлемый уровень твердости графитизированной части отливки ≤260НВ, позволяющий выполнять необходимые операции механической обработки резанием, были получены в чугуне с содержанием углерода 3,3…3,6%, кремния 1,21…1,53%, марганца 0,4…0,7%, магния 0,4…0,6% и серы ≤0,02%.
Металл перегревали в печи до 1520°C, выливали в передаточный ковш, а из него в 3 заливочных ковша. Заливка форм отливок велась при температуре 1360…1430°C во влажные песчано-глинистые формы с установкой холодильников в местах планируемого отбела на глубину 5…7 мм. Исследования проводились с рабочими органами почвообрабатывающих машин максимальным размером сечения рабочих органов, не превышающим 35 мм.
Claims (1)
- Способ получения отливки рабочего органа почвообрабатывающей машины, включающий изготовление песчано-глинистой формы, установку в форму холодильников, заливку чугуна в форму и последующее охлаждение кристаллизующегося металла, отличающийся тем, что устанавливают стальные холодильники объемом 3⋅10-8 на квадратный миллиметр отбеливаемой поверхности в клинообразной режущей части отливки, толщина сечения которой возрастает от 2-3 до 25-35 мм, и используют чугун с содержанием углерода 3,3-3,6%, кремния 1,21-1,53%, марганца 0,4-0,7%, магния 0,4-0,6% и серы ≤0,02%, который заливают в сырую песчано-глинистую форму при температуре 1360…1430°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017112655A RU2649190C1 (ru) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Способ получения отбеленных износостойких отливок |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017112655A RU2649190C1 (ru) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Способ получения отбеленных износостойких отливок |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2649190C1 true RU2649190C1 (ru) | 2018-03-30 |
Family
ID=61867089
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017112655A RU2649190C1 (ru) | 2017-04-12 | 2017-04-12 | Способ получения отбеленных износостойких отливок |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2649190C1 (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677326C1 (ru) * | 2018-03-27 | 2019-01-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Способ получения износостойких структур в режущей кромке лемеха плуга |
| RU2684129C1 (ru) * | 2018-04-18 | 2019-04-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Способ термоупрочнения лемеха плуга |
| RU2711391C1 (ru) * | 2019-02-12 | 2020-01-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Способ упрочнения лезвия рабочего органа почвообрабатывающего орудия из высокопрочного чугуна |
| RU2743682C2 (ru) * | 2019-06-01 | 2021-02-24 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛИГОН" | Способ получения износостойких и упругих структур рабочих органов почвообрабатывающих машин |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU778920A1 (ru) * | 1978-12-08 | 1980-11-15 | Научно-Исследовательский Институт Специальных Способов Литья | Литейна форма дл изготовлени отливок из чугуна |
| SU980955A1 (ru) * | 1980-07-15 | 1982-12-15 | Горьковский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.А.А.Жданова | Способ получени отливок автомобильных распределительных валов |
| JPS60255256A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-16 | Toshiba Corp | 鋳造方法 |
| SU1811976A1 (en) * | 1989-05-29 | 1993-04-30 | Dn Selskokhoz I | Method for producing castings from chilled cast iron |
| US5573057A (en) * | 1991-09-19 | 1996-11-12 | Lydmet Limited | Camshaft and method for casting the camshaft |
-
2017
- 2017-04-12 RU RU2017112655A patent/RU2649190C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU778920A1 (ru) * | 1978-12-08 | 1980-11-15 | Научно-Исследовательский Институт Специальных Способов Литья | Литейна форма дл изготовлени отливок из чугуна |
| SU980955A1 (ru) * | 1980-07-15 | 1982-12-15 | Горьковский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.А.А.Жданова | Способ получени отливок автомобильных распределительных валов |
| JPS60255256A (ja) * | 1984-05-31 | 1985-12-16 | Toshiba Corp | 鋳造方法 |
| SU1811976A1 (en) * | 1989-05-29 | 1993-04-30 | Dn Selskokhoz I | Method for producing castings from chilled cast iron |
| US5573057A (en) * | 1991-09-19 | 1996-11-12 | Lydmet Limited | Camshaft and method for casting the camshaft |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2677326C1 (ru) * | 2018-03-27 | 2019-01-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Способ получения износостойких структур в режущей кромке лемеха плуга |
| RU2684129C1 (ru) * | 2018-04-18 | 2019-04-04 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Способ термоупрочнения лемеха плуга |
| RU2711391C1 (ru) * | 2019-02-12 | 2020-01-17 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Способ упрочнения лезвия рабочего органа почвообрабатывающего орудия из высокопрочного чугуна |
| RU2743682C2 (ru) * | 2019-06-01 | 2021-02-24 | Общество с ограниченной ответственностью "АЛИГОН" | Способ получения износостойких и упругих структур рабочих органов почвообрабатывающих машин |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2677326C1 (ru) | Способ получения износостойких структур в режущей кромке лемеха плуга | |
| RU2649190C1 (ru) | Способ получения отбеленных износостойких отливок | |
| Birol | Cooling slope casting and thixoforming of hypereutectic A390 alloy | |
| JP4548263B2 (ja) | 耐摩耗性に優れた鋳鉄品の製造方法 | |
| CN104004960B (zh) | 一种低铬钒钛铸铁磨球及其制备方法 | |
| JP2019519373A (ja) | ねずみ鋳鉄接種剤 | |
| Geng et al. | Feeding steel strip technology in continuous casting process: a review | |
| WO2016047396A1 (ja) | 冷間工具材料および冷間工具の製造方法 | |
| JP6260749B1 (ja) | 冷間工具材料および冷間工具の製造方法 | |
| JP2013213277A (ja) | 熱間加工性に優れた高速度工具鋼素材の製造方法 | |
| Strande et al. | A contribution to the understanding of the combined effect of nitrogen and boron in grey cast iron | |
| RU2684129C1 (ru) | Способ термоупрочнения лемеха плуга | |
| CN101463446B (zh) | 低合金白口铸铁 | |
| CN104060178B (zh) | 一种球磨机衬板材料及其制备方法 | |
| JP6518314B2 (ja) | 圧延用複合ロール | |
| RU2364649C1 (ru) | Модификатор с рафинирующим эффектом | |
| RU2615409C2 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун | |
| CN104258922B (zh) | 一种颚式破碎机用高铬合金耐磨衬板 | |
| SU1560608A1 (ru) | Чугун | |
| RU2622503C2 (ru) | Способ изготовления литой стальной детали | |
| RU2641209C1 (ru) | Способ упрочнения поверхности литой стальной детали | |
| RU2254207C2 (ru) | Способ получения отбеленных износостойких отливок | |
| RU2194790C1 (ru) | Чугун для прокатных валков | |
| Kalinin et al. | Advanced technologies of cast iron complex alloying and inoculation for mining and smelting equipment parts casting | |
| RU2556260C2 (ru) | Форма для производства стеклянной тары и способ ее изготовления |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190413 |