SU865510A1 - Способ получени отливок - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК

1

Изобретение относитс  к литейному производству и может быть использовано дл  получени  мелких износостойких чугунных отливок с дифференцированными свойствами , позвол ющими при высокой твердости матрицы легко осуществл ть механическую обработку необходимых поверхностей.

Известен способ получени  массивных отливок в металлических изложницах с обработкой расплава электрическим и магнитным пол ми в процессе кристаллизации в течение 40-50 мин. Данный способ обеспечивает превращение белого чугуна в серый в центральной части отливки при сохранении высокой твердости до 444-461 ед. по Бринелю |1.

Недостатком этого способа получени  отливок  вл ютс  весовые и размерные ограничени , св занные с использованием изложниц дл  формировани  отливок. Кроме того, это сложна  и продолжительна  по времени электрофизическа  обработка, котора  требует воздействи  на отливку посто нного тока и магнитного пол , вследствие чего имеет ограниченное применение, а дл  массового и крупносерийного производства просто неприемлема.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ получени  отливок из легированных сталей с высокими прочностными свойствами матрицы и улучщенной обработываемостью поверхностного сло , включающий выпла1зку металла, его разливку и легирование такими элементами как свинец , сурьма, селен, сера, висмут, теллур, вход щими в состав покрыти , нанесенного на форму в местах, соответствующих обрабатываемым поверхност м отливки 2.

Однако этот способ разработан дл  из10 готовлени  отливок из/легированных труднообрабатываемых сталей. При заливке в форму обычного белого чугуна дл  получени  износостойких отливок использование указанного способа не приводит к получению разупрочненного сло .

15

Цель изобретени  - получение мелких чугунных износостойких отливок со структурно свободным цементитом во всем объеме и поверхностным слоем из серого чугуна.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе, включающем выплавку

20 металла, разливку и поверхностное легирование в форме элементами с больщим сродством к редкоземельным металлам и

магнию, выплавл ют серый чугун со степенью эвтектичности 0,85-1,15 и содержанием карбидобразующих элементов хрома, ванади , вольфрама 0,07-0,14% и производ т его обработку перед разливкой сплавами редкоземельных металлов и магни  в количестве 0,25-0,6% от веса жидкого чугуна при температуре 1360-1420°С

Указанна  обработка расплава серого структурно эвтектического чугуна приводит к формированию в отливках с толщиной стенок до 25 мм сквозного отбела, т. е. структуры, обеспечивающей высокую износостойкость , превосход щую износостойкость чугунных деталей, закаленных на мартенсит . Предотвращение отбеливани  поверхностей , подвергаемых последующей механической обработке, достигаетс  нанесением на соответствующие места литейной формы или стержн  покрыти  толщиной до 0,5 мм, содержащего в своем составе элементы, обладающие больщим сродством к редкоземельным металлам и магнию. В качестве такого элемента может быть использована активна  сера или соединени , диссоциирующие с выделением кислорода или азота.

Разупрочнение матрицы с разложением карбидной фазы в зоне контакта с покрытием , содержащим указанные элементы, происходит в результате энергичного образовани  сульфидов, окислов, либо нитридов цери  и магни  в период кристаллизации и обеднени , в св зи с этим, расплава в прилегающих област х этими элементами.

Таким образом, поверхностные слои приобретают химический состав, идентичный исходному серому чугуну, и соответственно, кристаллизируетс  по стабильной схеме с образованием перлита и графита. Ограниченное врем  затвердевани  отливки и кратковременность существовани  в ее объеме конвективных потоков не дают возможности распространитьс  содержащимс  в покрытии элементам по всему сечению отливки и основна  матрица кристаллизуетс  белой с сохранением необходимых эксплуатационных свойств.

Способ осуществл ют следующим, образом .

Ваграночной или электропечной плавкой выплавл ют серый чугун с пластинчатым графитом обычных мащиностроительных марок от СЧ 12-28 до СЧ 21-40 со степенью эвтектичности 0,85-1,15 и содержанием карбидообразующих элементов хрома, ванади , вольфрама 0,07-0,14%. Полученный чугун обрабатывают сплавами редкоземельных металлов и магни  в количестве 0,25- 0,6% от веса жидкого металла. Дл  обработки могут быть использованы сплав ФЦМ5 , СИИТМИШ или другой цериевый мищметалл . Присадку ввод т в ковш под струю металла при температуре не ниже, чем 1360-

1420°Св раздробленном виде (размер фракции 3-6 мм) и после полного растворени  редкоземельных металлов, но не позднее 5 мин после введени , производ т заливку литейных форм. Дл  предотвращени  отбеливани  чугуна в местах, подвергаемых механической обработке, на форму или стержень предварительно нанос т покрытие, содержащее элементы, обладающие больщим сродством к редкоземельным металлам и магнию.

Пример. В лабораторных услови х по предлагаемому способу были получены отливки звездочки цепной передачи весом 5кг и толщиной зубчатого венца 25 мм с литыми зубь ми и обрабатываемой дл  посадки на вал ступицей. Дл  этого в индукционной печи емкостью.50 кг с основной футеровкой был выплавлен серый чугун следующего химического состава, вес. %: углерод 3,3, кремний 2,21, марганец 0,61, хром 0,08, сера 0,03.

Температура металла на выпуске была 1390-1450°С. Мелко раздробленный сплав ФЦМ-5 (2-4 мм) подавали в ковш под струю металла в количестве 0,4% от веса жидкого металла. Температура металла в ковше после обработки была 1360-1420°С. На центровой стержень формы наносили покрытие , содержащее графит, серу и жидкое стекло. Полученные отливки имели твердость зубчатого венца 40-42 HRc. Внутренн   поверхность ступицы, подвергаема  механической обработке (расточка и прот жка шпоночного паза) имела почти на всю глубину структуру серого ферритно-перлитного чугуна и твердость НВ 100-120.

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет непосредственно после лить  получать Отливки с Дифференцированной структурой - износостойкой структурой белого чугуна во всем объеме и структурой серого

0 чугуна в местах, подвергаемых механической обработке.

Предлагаемый способ наиболее эффективен дл  чугунолитейных цехов комбайновых заводов, производ щих литые звездочки или шкивы, поверхности которых в эксплуатации интенсивно изнашиваютс . Способ позвол ет ликвидировать операцию закалки ТВЧ с высвобождением площадей и оборудовани  и сокращением энергозатрат при значительном, практически дес тикратном

0 повышении ресурса полученной отливки из белого чугуна по сравнению с закаленной.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ получени  отливок, включающий выплавку металла, разл«вку и поверхностное легирование в форме элементами с больЩим сродством к редкоземельным металлам и

   56

   магнию, отличающийс  тем, что, с цельюсплавами редкоземельных металлов и магполучени  мелких чугунных износостойкихни  в количестве 0,25-0,6% от ввса жидкого отливок со структурно свободным цементи-чугуна при температуре 1360-1420°С том во всем объеме и поверхностным слоемИсточники информации, из серого чугуна, выплавл ют серый чугунприн тые во внимание при экспертизе со степенью эвтектичности 0,85-1,15 и .со-s 1- Авторское свидетельство СССР держанием карбидообразующих элементов№ 423569, кл. В 22 D27/02, 1976. хрома, ванади , .вольфрама, 0,07-0,. Авторское свидетельство CCCJP и производ т его обработку перед разливкой№ 229751, кл. В 22 С 3/00, 1968.

   865510