SU1715856A1 - Способ получени чугуна с вермикул рным графитом - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейно му производству. Цель изобретени  - повышение термостойкости, окалино- стойкости и фрикционных свойств пульпы Предложенный способ получени  чугуна с вермикул рным графитом включает расплавление шихты в вагранке , перегрев его в миксере до 1350- 1450 С, выпуск металла в раздаточный ковш, вермикул ризирующую обработку расплава в ковше магнийсодержащей лигатурой, гомогенизацию расплава в течение 5-8 мин, удаление шлака и последующую вторичную обработку в разливочном ковше. При этом вторичную обработку осуществл ют металлической сурьмой при расходе 0,,08% от массы обрабатываемого металла с последующей разливкой полученного чугуна в течение 3-7 мин. табл.

Description

Изобретение относитс  к области литейного производства, а именно к способам производства высокоуглеро- дистнк сплавов железа с компактной формой графита, и может быть использовано дл  изготовлени  отливок, работающих в услови х трени  и фрикционных нагрузок

Цель изобретени  - повышение термостойкости , окалиностойкости и фрикционных свойств отливок при стабильном получении вермикул рной формы графита в расплаве ваграночной плавки. |

П р и м е р. Дл  сравнительных испытаний известного и предлагаемого способов получени  чугуна с вермикул рным графитом чугун выплавл ют в вагранке с кислой футеровкой производительностью 1 т/ч о В качестве шихто- .вых материалов используют литейный .чугун, возврат серого чугуна, ферросилиций , ферромарганец После расплавлени  шихты расплав переливают в индукционную печь МТП 102 емкостью тигл  150 кг и перегревают до 1350- 1450°Со Составы исследуемых чугунов приведены в табл„1о

Модифицирование производ т в раздаточном ковше емкостью 100 кг лигатурой марки ЖКМК-1РА состава: 9,0%,кремни ; 8,1% магни ; 7,8% кальци ;Ч, ,№% алюмини , остальное железо. После чего производ т гомогенизацию расплава в течение мин, удаление шлака, Вторич-P23S&

ное модифицирование провод т в разливочном ковше емкостью 10 кг. В качестве вторичного модифицирующего , элемента используют сурьму Су2, которую в раздробленном виде ввод т при наполнении ковша,, Заливку чугуна в форму осуществл ют в течение 3-7 мин„

Дл  исследовани  структуры и свойств чугуна, полученного по предлагаемому способу, используют добавки ЖКМК-1РА и сурьмы на нижнем, среднем и верхнем уровне, а также ниже нижнего и выше верхнего уровней добавок

Исследовани  механических свойств провод т по существующим стандартам на методы испытани на изгиб, на комплекте из трех литых образцов диаметром 30 и длиной мм, твердость по Бриннелю, на раст жение,„

Испытани  на термостойкость провод т на образцах диаметром 30 и толщиной 5 мм, собранных в пакет, которые

периодически погружают в ванну с расп-25 величины добавки лигатуры (0,8 масД)

лавом свинца при С в течение 5 с, о- лаждают в проточной воде 8- 10 с и после этого обдувают сжатым воздухом О.-бО с„ После охлаждени  в воде температура поверхности образцов 1 0-1бО°Со Термостойкость оценивают по количеству циклов до разрушени  образцов, количеству трещин по краю шлифа в зависимости от числа циклов

Испытани  на окалиностойкость провод т периодическим взвешиванием образцов - цилиндров диаметром 10 и высотой 20 мм о Испытани  провод т в электрической муфельной печи при 820°Со Окалиностойкость оценивают по удельному приросту массы образцов (г/м2) периодически после 10 ч выдержки . Взаешиваиие образцов провод т на аналитических весах ВЛА-200 /г/м) с точностью iO,1 мг«.

Испытани  на ростоустойчивость провод т на образцах цилиндрах диаметром 20 и длиной 100 мм по торцам со штифтами из коррозионной стали Х18Н10Т0 Температура испытаний 820°С. Рост чугуна оценивают путем измерени  длины образцов с помощью микро-, метра периодически после 10 ч выдерж-1 ки.-

Антифрикционные свойства изучают на машине трени  МТ-2М Технологические параметры, структура, механичес30

40

ограничен веро тностью присутстви  в структуре графита пластинчатой формы Добавка модификатора свыше 1,2 при низком содержании серы в расплаве (менее 0,06 мас„%) может привести к по влению графита шаровидной формы (более 20%), что снижает термостойкость и окалиностойкость „ Врем  выдержки расплава после модифицировани  в течение 5-8 мин провод т с целью гомогенизации расплава. При выдержке менее 5 мин увеличиваетс  веро тность неполного всплыти  в шлак продуктов реакции модификатора с жидким металлом , выдержки более 8 мин малоэффективным ввиду практически полной очистки расплава.

Металлическа  сурьма  вл етс  сильным перлитизирующим элементом. Ее ввод в расплав на II стадии модифицировани  после обработки расплава лигатурой ЖКМК-1РА продиктован более полным усвоением сурьмы, так как при совместном вводе с лигатурой она активно взаимодействует с кислородом и серой, содержащимис  в жидком металле с образованием и Sbj о При вводе сурьмы в сплав она способствует переохлаждению расплава, измен ет форму и размеры графита. Общее число включений графита с добавкой сурьмы увеличиваетс , что бЛаго- при тно сказываетс  на повышении

45

50

55

,кие и эксплуатационные свойства чугуJHOB приведены в табл,2-.

; Анализ полученных результатов

позвол ет судить о том, что предлагаемый способ обеспечивает требуемую степень вермикул ризации графита и структуру металлической основы и как следствие определ ет более высокий

уровень механических и эксплуатационных характеристик по сравнению с известным способом получени  ЧВГ. Технологические параметры способа получени  ЧВГ обусловлены следу5 ющим.

Использование лигатуры ЖКМК-1РА позвол ет модифицировать чугун при 1350-1 50°С. Ниже 1350°С происходит ошлаковывание лигатуры, выше Q повышенный угар элементов

Наличие в составе лигатуры РЗМ, кальци , магни  и алюмини  позвол ет стабилизировать получение вермику- л рной формы графита. Нижний предел

0

0

ограничен веро тностью присутстви  в структуре графита пластинчатой формы Добавка модификатора свыше 1,2 при низком содержании серы в расплаве (менее 0,06 мас„%) может привести к по влению графита шаровидной формы (более 20%), что снижает термостойкость и окалиностойкость „ Врем  выдержки расплава после модифицировани  в течение 5-8 мин провод т с целью гомогенизации расплава. При выдержке менее 5 мин увеличиваетс  веро тность неполного всплыти  в шлак продуктов реакции модификатора с жидким металлом , выдержки более 8 мин малоэффективным ввиду практически полной очистки расплава.

Металлическа  сурьма  вл етс  сильным перлитизирующим элементом. Ее ввод в расплав на II стадии модифицировани  после обработки расплава лигатурой ЖКМК-1РА продиктован более полным усвоением сурьмы, так как при совместном вводе с лигатурой она активно взаимодействует с кислородом и серой, содержащимис  в жидком металле с образованием и Sbj о При вводе сурьмы в сплав она способствует переохлаждению расплава, измен ет форму и размеры графита. Общее число включений графита с добавкой сурьмы увеличиваетс , что бЛаго- при тно сказываетс  на повышении

5

0

5

износостойкости Верхний предел до- бавки сурьмы (0,08 мас„%) ограничен малым ростом перлитизирующего эффекта , а нижний (0, мас.%) - отсутствием эффекта повышени  износостойкости . Повышение износостойкости св зано с тем, что сурьма входит в состав фосфидной эвтектики, повыша  ее микротвердость в 1,5 раза (с 580 до 730 кг/мм2). Фосфидна  эвтектика располагаетс  по границам зерен в виде разорванной гетки0 При этом структура чугуна соответствует принципу Шарли, при котором сплав обладает.повышенной износостойкостью

Разливка расплава в течение 3 - 7 мин обеспечивает сохранение модифицирующего воздействи  сурьмы на структуру чугуна.

Оптимальное количество ЖКМК-1РА составл ет 1 мае„%, сурьмы С,Обмас.З Предлагаемый способ целесообразно использовать дл  получени  кокилей из ваграночного чугуна, а также деталей фрикционно-поршневой группы.

0

Ожидаемый экономический эффект от внедрени  на Слуцком заводе Эмальпосуда составит 180 тыс„руб0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  чугуна с верми- кул рным графитом, включающий расплавление шихты в вагранке, перегрев его в миксере до 1350-1450°С, выпуск металла в раздаточный ковш, вермикул ри- зирующую обработку расплава в ковше магнийсодержащей лигатурой, гомогенизацию расплава в течение 5-8 мин, удаление шлака и последующую вторичную обработку в разливочном ковше, отличающийс  тем, что, с целью повышени  окалиностойкости, термостойкости и фрикционных свойств чугуна, вторичную обработку-осуществл ют металлической сурьмой при расходе 0,04-0,08% от массы обрабатываемого металла с последующей разлив- 5 кой полученного чугуна в течение 3 - 7 мин,

   Таблица 1

   5

   0

   Известный

   Средний И 20

   0,8

   Таблица2

   6,0

   0,7

   ТаблицаЗ

   Продолжение табл. Ц