SU753904A1 - Способ получени отливок из чугуна - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к черной ме таллургии и литейному производству и может быть использовано дл  получени  фасонных отливок, предназначен ных дл  эксплуатации в узлах трени  до температуры ниже . Известен состав перлитного порисtoro серого чугуна АЧС-б, легированного свинцом и фосфором. Данный чугун может найти широкое применение дл  деталей узлов трени . Однако технологическа  сложность получени  отливок из данного чугуна ограничива ет область и масштабы его применени  Известны различные способы ввода свинца в расплав железоуглеродистых сплавов. Применительно к получению слитков стали, легированной свинцом . известны способы подачи частиц свинца в струю расплава, поступающего в изложницу Jll Однако при этом степень усвоени  свинца невысока  (26-55%), значител на  часть дробинок пролетает мимо струи. К тому же при этом способе н блюдаютс  возгоны свинца и его окис лов, интенсивное выделение газообра ных токсичных его соединений, что .резко ухудшает услови  работы. Известен способ получени  отливок, включающий введение в нее легирующих добавок в виде гранул свинца в потоке с гранулами стали. При этом количество вводимых гранул свинца и стали составл ет соответственно 0,1-0,5% и 2-3% от веса отливки, а их фракци  2-10 мм и 0,5-3,0 мм 2. Однако указанный способ не обес:печивает получение чугуна марки АЧС-6 по химическому составу и не обеспечивает получение необходимого содержани  свинца .и равномерной пористости по объему, что естественно резко ухудшает характеристики изнашивани  чугуна. Известен способ получени  перлитного пористого чугуна, например, марки АЧС-6 в вагранках. При этом перед выпуском чугуна в ковш загружают небольшими кусками феррофосфор, ковш заполн ют чугуном, после перемешивани  и удалени  шлака ввод т кусочки свинца. При этом вводитс  1,0-2,0% свинца (с учетом его интенсивного внедрени  и испареки ) 3. Интенсивное окисление, плавление, ликваци  фосфора и свинца снижает процент усвоени  добавок до 30-50%, приводит к нестабильности структуры

отливок, повышенному расходу. Наличие токсичных возгонов свинца и фосфора , необходимость перемешивани  гор чего чугуна, легированного этими добавками в ковше, резко ухудшает услови  труда литейщиков.

Цель изобретени  - повышение усво .ени  легирующих добавок, улучшение условий труда, повышение дисперсности и однородности структуры отливок.

Дл  достижени  цели в жидкий чугун в процессе заливки литейных форм ввод т совместно дробленый феррофосфор и гранулы свинца, при этом количество вводимых порошкообразных добавок составл ет соответственно 1,0- 4,0% и 0,6-1/5% от веса отливки. Дл  уменьшени  угара и ликвации фёррфосфор целесообразно вводить в виде ферроманганофосфора или.чугунной дроби , содержащей 1-10% фосфора.

Совместное введение фосфора и свинца в процессе заливки литейных форм позвол ет ввести легирующую добавку более равномерно в объем металла без принудительного перемешивани  Сократить врем  контакта с атмосферо и уменьшить период пребывани  его в жидком металле. Это существенно сокращает потери фосфора и свинца в результате снижени  интенсивности угара, возгонки, ликвациии и ошлаковывани  по сравнению с вводом в ковш Совместный ввод в процессе заливки сравнительно легких частиц феррофосфора (удельный вес 3,75-4,5 г/см) совместно с т желыми гранулами свинца (удельный вес 10,5-11,3 г/см) обеспечивает более технологический ввод, эффективное замешивание с расплавом , более равномерное распределение фосфора в объеме расплава, так как при вводе смеси в смесительную более т желые гранулы увлекают за собой легкие частицы.

Твердые частицы феррофосфора и свинца в расплаве оказывают инокулирующее воздействие, снима  тепло перегрева и образу  дополнительные центры кристаллизации. Уменьшение времени пребывани  расплава в жидком состо нии, развитие двухфазной зоны снижает возможность ликвации фосфора и свинца, способствует диспергированию структуры.

Количество порошкообразной дроби феррофосфора определ етс  заданным составом, технологией ввода и высоким усвоением добавки: при позднем вводе 75-87%. Ввод менее 0,6% свинца не приводит к достижению заданного его остаточного содержани  в чугуне не обеспечивает равномерности ввода частиц феррофосфора, получение требуемой структуры. При вводе более 1,5% свинца увеличиваетс  неоднородность чугуна, по вл етс  избыточное содержание свинца в чугуне, значительна  структурна  неоднородность

и пористость, снижаютс  физико-механические свойства. Ввод дробленого фосфора менее 1,0% не эффективен, так как в этом случае не обеспечиваетс  требуемое содержание фосфора в 5 сплаве, что не позвол ет получить заданную структуру и необходимый уровень свойств.

При вводе более 4,0% феррофосфора увеличиваетс  неоднородность, образул ютс  поры и раковины -из-за чрезмерного снижени  температуры и повышени  в зкости расплава, завышенного содержани  фосфора.

В индукционной печи выплавл ли базовый чугун марки СЧ15-32 следующего химического состава;

3,2 2,1 0,65 0,23 0,05

Каждую плавку делили на 2 части:

одну форму заливали по обычной технологии с вводом добавок в ковш, другие - с вводом гранул свинца и феррофосфора и других материалов (содержание фосфора 10-15% ЧМТУ5- 29-70). Отливали литые заготовки диаметром 100 мм высотой 300 мм и маслоты с внутренним диаметром 75 мм. Гранулы (свинца размером 2,0-10,0 мм; феррофосфора 0,5-1 мм), вводили КЗ бункера

с затвором и тарированным отверстием в установленные над смешивающей камерой вихревые воронки. Размеры гранул определены опытным путем с точки зрени  технологичности ввода и полного растворени  частиц. Тангенциальный

подвод металла в смесительную камеру обеспечил вращение металла, интенсивное перемешивание и полное усвоение свинца и фосфора. Контрольные эксперименты проводились по технологии прототипа с введением кусков феррофосфора на дно ковша перед его заполнением, тщательным перемешиванием, очисткой шлака, введением перед заливкой в ковш кусочков свинца, перемешиванием,

вводом в жидкий металл в колокольчике поташа.

Улучшаютс  услови  труда рабочих литейщиков, так как отпала - необходимость перемешивани  жидкого металла

в ковше, при вводе свинца резко уменьшилось выделение токсичных паров свинца в атмосферу цеха.

В таблице приводитс  сравнение сдаточных (по ГОСТ 1585-70) характеристик дл  отливок антифрикционного чугуна: микроструктуры, твердости, содержани  легирующих элементов.

Как видно из таблицы, при получении антифрикционного чугуна по обычной технологии (прототип) наблюдаютс 

большие потери легирующих, структуранеоднородна по графиту и основе 1 вариант). При вводе по описываемому способу усвоение добавок значительно повышаетс  максимально при оптимальных технологических параметрах (варианты 3,5,6). При вводе меньшего количества гранул (вариант 2) или большего (вариант 4) не выходим на требуемую марку и уровень свойств. Ввод фосфора в виде дробленого ферроманганофосфора (вариант 5) (ЧМГУ-5- 34-70) с содержанием марганца 50-60% и фосфора 10-12% способствует дополнительному легированию чугуна марганцем , перлитизации структуры, повышению твердости чугуна и снижению износа .

Применение данного способа при оптимальном соотношении параметров позволило улучшить технологичность уменьшить возгон и токсичные газовыделени  свинца, снизить угар легирующих добавок, повысить равномерность их распределени , при этом достигнута стабильность и однородность структуры чугунных отливок.

Claims (3)

1. Формула изобретени  1. Способ получени  отливок из чугуна, включающий заливку литейной формы жидким чугуном и введение свинца и феррофосфора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  усвоени  легирующих добавок, улучшени  условий труда, повышени  дисперсности и однородности структуры отливок в процессе заливки литейных форм, дробленый феррофосфор ввод т совместно с гранулами свинца в количестве соответственно 1,0-4,0% и 0,6-1,5% от веса отливки.
2. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что феррофосфор ввод т в виде ферроманганофосфора.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

   /

   i: 1959, у. 144, 13,

   р. 82-84.

   2.Авторское свидетельство СССР по за вке 2505610/22-02,

   кл. С 21 С 7/00, 1977.
3. 3.ГОСТ 1585-70, приложение 2 (прототип).