Способ получения чугуна с вермикулярным графитом

Способ получения чугуна с вермикулярным графитом

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСAÍÈЕ 977107

Республик изовеитиния

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 22.09.80 (21:) 2984372/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (5I) М. К, В 22 0 27/20

Гввударственнмй квмнтет

Опубликовано 30.11.82. Бюллетень №44

Дата опубликования описания 05.12.82 (53) УДК 621.746..58(088.8) по делам нэвбретеннй н открытий

Г. (72) Авторы изобретения арьковский автомобильно-дорожный институТ им. Комсомола Украины (71) Заявитель

I I (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА

С BEPM ИКУЛЯРН ЫМ ГРА Ф ИТОМ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению высококачественного чугуна, как материала для толстостенных отливок сложной конфигурации, и может быть использовано в литейных цехах всех отраслей машиностроения.

Известны способы получения чугунов с вермикулярным графитом, заключающиеся в обработке исходного чугуна глуболяризирующими элементами (магнием, редкоземельными металлами, в количествах, недостаточных для получения шаровидной формы графита, и последующей зали вкой расплава в песчано-глинистые формы (1).

Указанные способы обеспечивают стабильное получение структуры вертикулярного графита в толстостенных отливках, но чугуны, полученные такими способами, имеют повышенную стоимость по сравнению с другими видами высококачественных чугунов из-за высокой стоимости лигатур, применяемых для обработки расплава. Так, при получении чугуна с вермикулярным графитом с помощью РЗМ-содержащих лигатур, затраты на них составляют до 30% от общей стоимости жидкого чугуна.

Известен способ получения чугуна с вермикулярным графитом без использования глобуляризирующих лигатур, заключающийся в предварительной десульфурации жидкого чугуна до содержания серы менее

5 0,002% и последующей заливке его в металлические или графитовые формы, которые обеспечивают высокую скорость охлаждения и соответственно высокую скорость кристаллизации чугуна (2).

Однако этот способ не может обеспечить стабильного получения структуры вермикулярного графита в толстостенных отливках, поскольку в массивных сечениях не обеспечиваются требуемые условия теплоотвода от металла к форме, особенно в случае многоis кратного использования этих форм. Кроме того, металлические и графитовые формы значительно дороже песчано-глинистых форм, что удорожает технологию получения чугуна таким способом.

В настоящее время на многих машиностроительных заводах в виде отходов имеется стружка чугуна с шаровидным графитом, содержащая глобуляризирующие элементы. Поэтому является рациональным ее использование в качестве модификатора

977107 для получения чугуна с вермикулярным графитом.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ интенсификации процесса охлаждения толстостенных отливок из чугуна с шаровидным графитом, заключающийся в суспензионной заливке предварительно модифицированного чугуна с использованием в качестве "микрохолодильников стружки чугуна с шаровидным графитом. Количество стружки составляет не более 2,5o/о от массы железного металла 13).

Этот способ не может обеспечить получение в чугуне вермикулярного градиента.

Цель изобретения — стабильное получение чугуна с вермикулярным графитом в толстостенных отливках и экономия дорогостоящих глобуляризирующих лигатур.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения чугуна, включающему суспензионную заливку предваритель20 но десульфурированного перегретого чугуна в литейную форму с использованием в качестве микрохолодильников и модификатора стружки чугуна с шаровидным графитом, упомянутую стружку используют с размером фракций 1 — 4 мм и вводят в расплав при

1420 — 1450 С в количестве 2,6 — 3,6 /р от массы заливаемого чугуна.

В этом случае стружка, растворяясь в жидком чугуне, интенсифицирует охлаждение отливки и обеспечивает модифицирующие действия на форму графита, поэтому отпадает необходимость в предварительной обработке чугуна глобуляризирующими лигатурами для получения графита вермикулярной формы.

Для эффекти вного усвоения стружки температура заливаемого металла должна находиться в пределах 1420 — 1450 С. Указанные температуры определены теплотехническим расчетом с целью обеспечения оптимальных условий растворения стружки в 4Q жидком чугуне.

Для проверки возможности получения чугуна согласно предложенному способу выплавляют чугун на шихте следующего состава, /ц.

Литейный чугун

ЛК-2-П-А-1(ГОСТ 483272) 45

Стальный лом 10

Возврат производства высокопрочногоо чугуна 44

Графитовый порошок 1

Плавку ведут в электродуговой печи способом переплава. Чугун перед выпуском из печи имеет следующий химический состав, /o. С 3,54; Si 3,0; Мп 0,61; P 0,06;

S 0,021.

Металл перегревают до 1500 С. Перед выпуском металла из печи на дно ковша помещают в виде механической смеси карбид кальция в количестве 1,5 /o и плавиковый шпат в количестве 0,2 /р.

После выдержки в ковше в течение 1,5—

2 мин с поверхности металла скачивается шлак и чугун заливают в сырые песчаноглинистые формы. В процессе заливки чугунную стружку вводят во вращательную воронку в центр вихря из жидкого металла с помощью дозирующего устройства.

Результаты изучения микроструктуры контрольных отливок, приведенные в таблице, показывают, что во всех исследованных сечениях отливок преобладает вермикулярная форма графита.

Излучение изломов контрольных отливок показывает отсутствие усадочных раковин и рыхлет при использовании литниковых систем без прибылей для подпитки массивных сечений.

Отливки из чугуна, полученного согласно предлагаемому способу, имеют следующие показатели механических свойств: 6 290—

490 МПа, Ь 0,9 5 4о/о, HB 167 — 241.

Экономическая эффективность от использования предлагаемого способа получения чугуна с вермикулярным графитом достигается за счет значительного снижения стоимости литейной формы по сравнению с известным способом экономии дорогостоящих глобуляризирующих лигатур, а также за счет повышения качества получаемых отливок и выхода годного литья, расширения возможностей для конструктивного снижения металлоемкости толстостенных отливок из высококачественных чугунов.

977107

I

I

1

I

1

1

I

1

1 IQ

3 О)

1 Iи

I )S

О !

О

1 И

I Э

I S

I Y и

1 Э г

I S

1 Ф х

1 Э

ГЧ !

ГЧ !

СГ\

C) !

Ч м м

In х

Z с о о.

IФ о

Ln

О м м

1:) м

Ю

СЧ! м

П)

»

»

1

1 )C

I S

1 Ы Б

1 IL с s

m а

>О IО Ф и о и >s о

1 Э и

1 Z О) I Q) Т

s о с с

1 I- >О

О 3о э и

1!

S о

1 Э !

3 Э

3:О

lQ

3О

Iи

> о

О) и

3Г\

Ю

Ю э

Б х и

f3) г

Z

lQ E х э Ln

F -т

I.г\

О) >D

Ln

-т г> \!

Г3

Ю м

CD

1Ч

Г

1 I1 а а

1 Q)

$ S х

> Б

a. Q)

» г- и х

» >S

О. О

Б

C) S о к а с х о

S т

-о

3С

S Z

z э э IZ

Q э

» О) с s о а с с

C) !

1!

1 ф

1 а

I I1 S е

I lQ аОр

1 Z О) 1 a z о»

1 Е !

1»

1 Э

S э э а

3» о х

3- л о а о 3о и

Ю

--О

Ю

Ю

>4 \

ГЧ

Ю

Ю ! 4

Ю

>О

Ю

>Г\ м

Ю

CO

1Ч

Ю

Ln

Г

CD м

3:)

Г> \

Ю О

Ю

CO

Ю

О > г

fD

ГЧ !

Ю

1п .О

Ю

-О

>s u

О) о s с * и э

» О э т, г

S Ф с

>О

lQ О

Ф

CC

fQ

* о

3 о

1 1

1 S

>S

1 И Б

Ф Iс IQ

1

I !

Е I

>О 1

a f

3 I

С:) м

Ю

"О

1 1

1 Б S а s э х

1 ff) lQ

lQ a а е

Y

» а Б о и

1 I 1

1 >О fQ а IQ

1 Э

I C >О а

I lD» ! 3- 11

1

I

I

1I

S х с)

О!»

S с

С:>

1 4

-Ф

CD

1п

Ю

Г3

1 fQ

I Z

s x

I 3 Ф

S lQ с 3о э о

1 ОЭ CZ

1

I

I

I

Y

» о. д>

Iи.О !

1 1

1 1 .О 1

3- 1 и I

О ОО

fZ X

CL I

1 Q) I

I ф I

1 1— 1

1 1

I I

1 I

I 1 I

1 4) 1 с э s м 1

1- r

1 S IZ 1

» э о

Y о>3-оэ

Ф I ID

S 1 с 1

3- I о 1

I 1

И О) с ос э zz

fZ 3

О) 0 "1

aas с с

1 I

1 I- I

I S 1 с 1 а I

I fQ 1 с 1

1 1

I I

I 1

I 1

1 1 I 1

1 С IQ I а

О) 1 1

1 О а>

1 fQ Б S I л*е ! I

I I

1 1

» 1

I S Б S I

z*å! а a. IQ э Ф а

ОО

1 I

I ю г л

-т м

Ln г

-О

C> CO О)

-т м м

Ю Ю О л

С) С>

CO

ГЧ 3Ч

Ю ID>

34 О> г л

I

I

1

)О 1

1

I

I

1

I

1

CO 1

1

1

I

I

I

1

CO 1

М I

I

I !

1

I

1Ч I

14 1

1

1

3Г)

I л

СЧ 1

I

1

1

I

lD I л !

I !

I

I

Ю 1

1 !

ГЧ !

I

1

I

С) I

Ч) 1 г

1

1

1

I

I

I

1

I

1

1

1

I

I

1

1

I !

I

1

1

I

977107

Формула изобретения

Составитель Т. Королева

Редактор А. Мотыль Техред И. Верес Корректор У. Пономаренко

Заказ 8780/13 Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Способ получения чугуна с вермикулярным графитом, включающий суспензионную заливку предварительно десульфурированного перегретого чугуна в литейную форму с использова нием в качестве микрохолодильников и модификатора стружки чугуна с шаровидным графитом, отличающийся тем, что, с целью стабильного получения чугуна с вермикулярным графитом в толстостенных отливках и экономии дорогостоящих лигатур, упомянутую стружку вводят с размером фракций 1 — 4 мм в расплав при ! 420 — 1450 С в коли честве 2,6 — 3,6 /с от массы обрабатываемого чугуна.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3421886, кл. 75 в 123, 1970.

2. Патент Великобритании № 1316438, кл. С 7 D, 1973.

3. Кузнецов А. С. и др. Суспензионное

1О литье чугуна с шаровидным графитом. Сборник. «Новое в процессах литья». Киев, АН УССР, 1974, с. 227 — 229.