Лигатура
Иллюстрации
Реферат
Союз Советскнк
Соцмалистичесимн республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
««821522 (61) Дополнительное к авт. санд-ву (22) Заявлено 09.07.79 (21) 2793707/22-02
Ъ (5l)N. Кл.
С 22 С 35/00 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет—
Гасударственный «еветет
СССР аа делам нзвбрвтвннй в етлрытнй
ОпУбликовано 15,04,81. бюллетень,1Н 14
Дата опубликования описания 17.04.81 (53) УДК 669. 15-198(088.8) (72) Авторы изобретения
В. Г. Горенко, И, Г. Раздобарин, А. А. Шейко,, С. Н. Примеров, В. Й. Краля и А. П. Гмирянск
Институт проблем литья AH Украинской CCP (71) Заявитель.
t L в (54) ЛИГАТУРА
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении чугуна.
Известна лигатура (1 для чугуна следующего состава, вес.%:
Кремний 23-25
Железо 5-7
Алюминий Остальное
Чугунные отливки, полученные с использованием этой лигатуры, имеют повышенную склонность к образованию трещин.
Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является лигатура (2 . следующего состава, вес.%: !
Кремний 10-16
Железо 5-9
Алюминий Остальное
При использовании для обработки чу20 гуна данного состава модификации лигатуры в количестве 1-2% от веса заливаемого чугуна за счет высокого содержания в нем алюминия, в структуре чугуна наблюдаются включения цементита, которые выкрашиваются при работе деталей в ус ловиях трения. Поэтому ее целесообразно применять для получения отливок, охлаждающихся с малыми скоростями, При производстве тонкостенного литья этот состав не может обеспечить получение отливок с высокой износостойкосгью и с сохране кием хорошей обрабатываемости металла.
Цель изобретения — разработка состава лигатуры для чугуна, обеспечивающей повышение его механических свойств и износосгойкости.
Поставленная цель достигается тем, что в состав лигатуры дополнительно введены гафний, бор и углерод при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Алюминий 5-10
Кремний 10-50
Гафний 1,0-20
Бор 1,0-5,0
Углерод 0,2-5,0
Железо Остальное
821822 носостойкость чугуна получается низкой.
При содержании в лигатуре бора больше
5% повышается хрупкость чугуна и ухудшается его обрабатываемость. Введение. в состав лигатуры углерода в количестве
0,2-5%, совместно с кремнием, способствует устранению образования первичных ,карбидов, уменьшению усадочной пористости и усадочных раковин в чугуне. Нижний. 0 предел углерода в лигатуре (0,.2%) ограничивается технологическими условиями выплавки лигатуры. При содержании в лигатуре более 5% углерода при плавке он всплывает и удаляется в шлак.
Пример. В лабораторных и опытно-производственных условиях изготовлены и испытаны составы лигатур, приведенные в табл. 1.
Таблица 1
Составы лигатур, вес,%
T Т " l t; Т
AE Si
С Fe
7,9
Остальное 13 5Остальное
Остальное
Остальное
Остальное
10
0,2
15,8
9,4
2,5
3,2
6,5
1,9
18,6
3,9
9,7
26,5
Из данных табл. 1 видно, что лигатура с индексом. 1 соответствует известно35 му,.: а сплавы 2-5 — лигатуре предлагаемого состава.
Исследование действия лигатур на свой40 ства чугуна проводят путем внепечной обработки исходного чугуна следующего хиОтносительная износостойкость
Физико-механические свойства обработанных чугунов
Составы лигатур
Твердость,, HB
Предел прочности на изгиб (р и, @ref MM
Предел прочности на разр - в кгс/мм
240
1,0
44,0
22,0
245
29,5
1,7
57,6
1,81
240
58,2
30,1
58,0
1,78
242
245
30,0
29,8
1,8
57,8
Гафний в составе лигатуры в количестве 1,0-20% способствует значительному обессериванню чугуна, измельчению размеров графитовых включений, что спо собствует увеличению физико-механических свойств металла. При содержании гафния меньше 1,0%, он не оказывает положительного влияния на свойства чугуна, а при увеличении его количества больше 20% гафний концентрируется по границам зерен, что отрицательно сказывается на свойства металла. Ввоп в состав лигатуры бора обуславливается тем; что он приводит к образованию в обрабатываемом чугуне сложной карбидо-боридной звтектики, выделяющейся в виде отдельной фазы, обладающей высокой износостойкостью. При содержании бора в лигатуре меньше 1% карбидо-боридная фаза не образуется и измического состава, вес.%: углерод 3,36, кремний 1,42, марганец 0,91, сера 0,02 и фосфор 0,04. Обработку чугуна лигатурами проводят в ковшах при 1380+
20 С. Расход лигатуры составляет 1% от веса жидкого чугуна.
В табл, 2 приведены свойства чугуна, обработанного лигатурами составов 1-5.
Таблица 2
821М2
Составитель Т. Платицина .Редактор Н. Ромжа Техред С.Мигунова Корректор Н. Бабинец
° ЮЮ
Заказ 1724/42 Тираж 681 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений. и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5, Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4
Проверка данного состава лигатуры показывает его большую эффективность при получении чугуна с высокими физикомеханическими свойствами и износостойкостью. Так, предел прочности чугуна при растяжении повышается на 8 кгс/мм,пре дел прочности на изгиб на 12 кгсlмм и изнснгостойкость на 80% при сохранении равноценной твердости.
Предварительный расчет ожидаемой экономической эффективности составляет
9-11 р при производстве 1 т годных отливок . за счет повышения физико-механических свойств чугуна в 1,35 раза и изноеостойкости в 1,8 раза.
Формула изобретен ия Лигатура, содержащая алюминий, крем« ний и железо, отличающаяся тем, что, с целью повышения механических свойств и износостойкости, она дополнительно содержит гафний, бор и углерод при следуюшем соотношении компонентов, вес.%:
Алюминий
Кремний . Гафний
Бор
Углерод
Железо
Источники .информации, принятые во внимание при экспертизе
И 1. Авторское свидетельство СССР
M 422787, кл. С 22 С 35/00, 1972.
2. Авторское свидетельство СССР № 535368, кл. С 22 С 35/00, 1977.