Лигатура

 

Изобретение относится к металлургии ,в частности, к составам лигатур для модифицирования чугуна при непрерывных методах литья. Цель изобретения - повышение механических, фрикционных свойств и износостойкости чугуна. Поставленная цель достигается тем, что лигатура содержит медь, алюминий, фосфор, углерод, церий, бориды марганца, кальций и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: медь 11-25, алюминий 2-25, фосфор 8-15, церий 25-35, бориды марганца 7-12, углерод 2-6, кальций 3-7, железо остальное. Дополнительный ввод в состав лигатуры церия, боридов марганца и кальция обеспечивает повышение в 1,5-2 раза механических и фрикционных свойств чугуна за счет получения шаровидного графита в структуре и более мелкозернистой матрицы чугуна. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я) 4 С 22 С 35/00

ЗСЕСОНЩцр

ИЙТЕКТНО - ТЕХИМЧЕСМЯЛ

БНБлмО t с. и .; ъ clat: Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4305866/23-02 (22) 15.09.87 (46) 30.07 ° 89. Бюл. № 28 (71) Гомельский литейный завод нЦентролитн (72) M.È.Êàðïåíêo, A.Ï.Ìåëüíèêîâ, Е.И.Марукович и A.Ã,!t1àðèêîâ (53) 669. 15-198 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 711145, кл. С 22 С 35/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР

¹ 960294, кл. С 22 С 35/00, 1982. (54) ЛИГАТУРА (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к составам лигатур для модифицирования чугуна при непрерывных методах литья. Цель

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам лигатур для модифицирования чугуна при получении непрерывно-литых заготовок, работающих в условиях статических и динамических нагрузок и трения, Цель изобретения †. повышение механических, фрикционных свойств и иэносостойкости чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая медь, алюминий„ фосфор, углерод и железо, дополнительно содержит церий, бориды марганца и кальций при следующем соотношении компонентов, мас,X:

Медь 11-25

Алюминий 2-25

Фосфор 8 15

„„SU, » 1497259 А 1 изобретения — повышение механических, фрикционных свойств и износостои- кости чугуна. Поставленная цель достигается тем, что лигатура содержит медь, алюминий, фосфор, углерод, церий, бориды марганца, кальций и железо при следующем соотношении компонентов, мас.7.: медь 11-25, алюминий 2-25, Aochop 8 — 15, церий 25-35, бориды марганца 7-12, углерод 2-6, кальций 3-7, железо остальное. Дополнительный ввод в состав лигатуры церия, боридов марганца и кальция обеспечивает повышение в 1,5-2 раза механических и фрикционных свойств чугуна эа счет получения шаровидного графита в структуре и более мелкозернистой матрицы чугуна. 1 табл.

Церий 25-35

Борицы марганца 7-12

Углерод 2-6

Кальций 3-7

Железо Остальное

Существенными отличиями предлагаемой лигатуры являются введение боридов марганца, церия и кальция, которые значительно повышают прочность, ударную вязкость, другие механические свойства и увеличивают фрикционные свойства чугуна и его износостойкость.

Дополнительное введение церия усиливает модифицирующее влияние лигатуры, обеспечивает повышение фактора формы графита, механических и фрикционных свойств чугуна. При кон3 1497259 центрации церия до 25 мас.% компактность графита в чугуне и модифицирующая способность низкие, а увеличение содержания церия более 35 мас.%. повышает его угар, снижаются служебные свойства чугуна, однородность структуры, стабильность его механических и фрикцнонных свойстве

Дополнительное введение боридов марганца обеспечивает существенное измельчение структуры чугуна, повышение его твердости и износостойкости. При концентрации боридов марганца до 7 мас,% повышение твердости, 15 износостойкости и контактной выносливости недостаточное, а при увели. чении борпдов марганца более 12 мас.% снижаются пластические, фрикционные свойства, увеличивается отбел и сни- 20 жается износостойкость. .Ввод в состав лигатуры кальция способствует сфероидизации графита, измельчению структуры матрицы чугуна, повышению графитизирующей спо- 25 собности и степени усвоения компонентов чугуном, что повышает его мехайические составы. При концентрации кальция до 3,0 мас.% графитизирующая и сфероидизируюцая способность лига- 30 туры недостаточны, а при увеличении концентрации кальция более 7 мас.% снижаются фрикционные и механические свойства чугуна.

Медь и алюминий в лигатуре явля35 ются основными легирующими компонентами, обеспечивающими повышение механических свойств. При их концентрации более 25 мас.% каждого снижаются коэффициент трения и фрикци- 40 онные свойства, при концентрации меди до 11 мас,% и алюминия до 2 мас.% снижаются механические свойства чугуна.

Фосфор в лигатуре в количестве

8-15 мас.% способствует получению .в чугуне перлитной матрицы и повышению его Арикционных свойств. При концентрации фосфора до 8 мас.% снижаются фрикционные свойства и износостойкость чугуна, а при концентрации его в лигатуре свыше 15 мас.% снижается ударная вязкость чугуна.

Пример. Опытные плавки лигатур проводят в индукционных печах с тиглем емкостью 150 кг методом переплава электролитической меди, алюминия, феррофосфора, ферроцерия и кальция. При 1080-1100 С н расД плав вводят бориды марганца и разливают лигатуру по формам.

Для выплавки предлагаемой лигатуры используют следующие материалы: медь МО, алюминий АВ91, феррофосфор доменный ФФ, графитовая стружка, полученная при обточке электродов, ферроцерий, бориды марганца в порошкообразном виде ВНм1 и карбид кальция.

В таблице приведены составы выплавленных лигатур, которые испытывают при модифицировании чугуна, вып" лавленного в вагранке производительностью 5 т/ч. Лигатуру вводят в ковш при выпуске чугуна из вагранки под струю при наполнении ковша металлом на 1/3 его высоты в количестве

0,8% от массы заливаемого расплава, Испытания на задиростойкость проводят при скоростях от 360 до

32000 об/мин на высокоскоростных машинах трения. Одно кольцо закреплялось неподвижно в обойме и поджималось в процессе испытаний к неподвижному кольцу с заданным усилием.

Перед испытанием рабочие торцы колец протирались и на их поверхность наносят по 1 капле машинного .масла.

Величину произведения удельного давления и скорости скольжения перед началом задирообразования регистрируют в каждом опыте и по 3-5 опытам находят среднюю и заносят в таблицу.

Оценку износостойкости, фрикционной теплостойкости и коэффициента трения проводят в соответствии с известной методикой. При измерении износа используют профилограф-профилометр модели 253.

В таблице приведены механические и фрикционные свойства модифицированных чугунов.

Как видно иэ данных таблицы использование предлагаемой лигатуры для модифицирования чугуна обеспечивает повышение его предела прочности, ударной вязкости, износостойкости и фрикционных свойств.

Экономический эФфект достигается за счет повышения износостойкости чугуна при фрикционном износе на

30-.62% и его предела прочности на

40-б0%.

Формула изобретения

Лигатура, содержащая медь, алюми. ний, фосфор, углерод и железо, о т1497259 лич ающаяся тем, что, с целью .повышения механических, фрикционных свойств и износостойкости чугуна, она дополнительно содержит церий, бориды марганца и. кальций при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Состав лигатуры, мас.2

Неханические и фрикциониые свойства

Оимт

Коэ4фициен т иэносо» стойкости к

Задиростойкость, ИПв "м

Коэф фицн ент

Прелел

ïðî9ности

Тверлость

Пв

Улар ная вяэ" кость, «Пк/

ИеЛь 1(ерий

Уел е- роя

Фосфор

КапьIlH1l

М(елеэо

Алюминий трения при растякенни, НПа

450 220 163 0>29 1,6 2010

630 250 323 0,43 2,! 2370

720 269 393 0,50 2,6 25!8

760 212- 373 0,52 2,8 2530

470 247 183 0,30 1 7 2018

600 255 293 0,40 2,0 2170

Остальное н н н н

7 3

10 4

t2 7

5 2

13 8

Составитель А.Бармыков

Техред А. Кравчук Корректор С.Шекмар.

Редактор М.Недолуженко

Заказ 4410/31 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул . Гагарина, 101! (иэвестний)

3

5

4 . 1О

6 8

4 12

2 15 ! 7

7 16

30 35

25 1! 25

16 18 30

2 25 35

27 26 22

8 36

Медь

Алюминий

Фосфор

Углерод

Церий

Бориды марганца

Кальций

Железо

11-25

2-25

8-1 5

2-6

25-35

7-12

3-7

Остальное