Способ получения износостойкого чугуна для тормозных барабанов

 

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве тормозных барабанов. Цель изобретения - повышение износостойкости чугуна и улучшение его обрабатываемости. Предлагаемый способ получения чугуна для тормозных барабанов включает выплавку чугуна в вагранке, перегрев в электропечи, легирование расплава ферромарганцем, выпуск расплава в раздаточный ковш, ковшовое модифицирование ферробором в количестве 0,15-0,25%, выдержку расплава в раздаточном ковше, перелив расплава из раздаточного в разливочный ковш при его обработке ферросилицием ФС 75 в количестве 0,15-0,25 и последующую выдержку расплава 1-6 мин перед заливкой в литейные формы. Использование для легирования расплава в электропечи ферромарганца, каскадное модифицирование расплава ферробором в раздаточном ковше и ферросилицием в разливочном ковше позволили повысить износостойкость чугуна в 1,34-1,75 раза и улучшить его обрабатываемость в 1,14-1,24 раза. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 С 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740724/02 (22) 26.09.89 (46) 07.12.91. Бюл. М 45 (71) Научно-производственное объединение по тракторостроению "НАТИ" (72) В.П.Митрович, В.и.канторович, В.А.Макаренков, Н.Ф.Желтова, А.С.Росляков, М.Д.Гольдин и Т.М.Смирнова (53) 621.785.75 (088.8) (56) Материалы в машиностроении. Т. 4, Чугун. — М.: Машиностроение, 1969.

Отливки из легированных и низколегиро-. ванных серых чугунов, ТУ 23.108-103-84. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИЗНОСОСТОЙКОГО ЧУГУНА ДЛЯ ТОРМОЗНЫХ БАРАБАН0В (57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производстве тормозных барабанов. Цель изобретения — повышение износостойкости чугуна и

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения износостойкого чугуна для тормозных барабанов.

Цель изобретения — повышение износостойкости чугуна и улучшение его обрабатываемости.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

Введение в чугун бора, марганца и железа в виде ферробора и ферромарганца приводит к возникновению кристаллических блоков твердых растворбв: FeB, Ре2В, МпВ, МпзВ, которые служат дополнительными центрами кристаллизации, способст„,. Ж„, 1696484 А1 улучшение его обрабатываемости. Предлагаемый способ получения чугуна для тормозных барабанов включает выплавку чугуна в вагранке, перегрев в электропечи, легирование расплава ферромарганцем, выпуск расплава в раздаточный ковш, ковшовое модифицирование ферробором в количестве 0.15-0,25, выдержку расплава в.раздаточном ковше, перелив расплава из раздаточного в разливочный ковш при его обработке ферросилицием ФС 75 в количестве 0,15 — 0,25 и последующую выдержку расплава 1 — 6 мин перед заливкой в литейные формы. Использование для легирования расплава в электропечи ферромарганца, каскадное модифицирование расплава ферробором в раздаточном ковше и З ферросилицием в разливочном ковше позволили повысить износостойкость чугуна в

1,34-1,75 раза и улучшить его обрабатываемость в 1,14 — 1,24 раза. 2 табл.

Ф

ГЪь.» вуют уменьшению размеров включений графита и кристаллизации мелких, равно- Фь мерно распределенных включений карбо- 00 боридов, обладающих повышенной, фь износостойкостью. Обрабаты ваемость чугуна с такими включениями хорошая, Предварительное легирование марганцем повышает эффективность присадки бора в отношении повышения износостойкости чугуна, так как ферробор вводят в чугун с повышенным, предварительно выравненным в объеме содержанием марганца, что приводит к повышению прочности удержания включений карбоборидов в металлической основе чугуна при изнашивании и в резуль1696484 тате этого к повышению износостойкости чугуна.

Углерод, кремний и алюминий, содержащиеся в ферромарганце и ферроборе, снижая отбеливающее действие присадок 5 бора и марганца, улучшает обрабатываемость чугуна. Увеличение количества ФБ20 и ФМп75 сверх указанных диапазонов приводит к увеличению износостойкости, но ухудшает обрабатываемость чугуна иэ-за 10 отбела. Введение ферробора и ферромарганца в количествах, меньших предлагаемых, улучшает обрабатываемость, но приводит к снижению износостойкасти чугуна. 15

Введение ферробора до и после указанного времени (степени заполнения ковша) снижает равномерность распределения лигатуры в расплаве и в результате этого ухудшает обрабатываемость и износостойкость 20 чугуна.

Уменьшение длительности выдержки в раздаточном ковше приводит к неполному растворению и неравномерному распределению бора в объеме и снижению обраба- 25 тываемости и износостойкости чугуна.

Увеличение длительности выдержки не приводит к более полному и равномерному распределению бора, а выэьпзает излишнее охлаждение расплава, что снижает эффек- 30 тивность последующего модифицирования; приводит к сохранению отбела и ухудшает обрабатываемость чугуна, Введение входящих в состав ферромарганца и ферробора .графитизирующих элементов; С, Р, А1, а 35 также модифицирование ферросилицием

ФС75, вводимым в количестве 0,15-0,25 от массы расплава, улучшает обрабатываемость чугуна.

При меньших количествах ферросили- 40 ция сохраняется отбел и ухудшается обрабатываемость. Введение ферросилиция в количестве, большем предлагаемого, приводит к возникновению феррита в структуре, снижает износостойкость чугуна и 45 ухудшает обрабатываемость из-эа наволакивания чугуна на резец, Пример, Износостойкий, обладающий улучшенной обрабатываемостью, чугун с пластинчатым графитом получают на осно- 50 ве нелегированного чугуна состава, : St 2,15; Мп

0,69; S 0,09; P 0,11, который плавят в вагранке и при 1320-1340 С подают в электропечь, куда вводят также ферромарганец ФМп75 в виде кусков размером до 50 мм в количестве 55

0,6-1,2 от массы расплава, Металл выпускают из электропечи при 1410-1430 С, При заполнении 0,05-0,4 объема раздаточного ковша на желоб подают ферробор ФБ20 с размером частиц 1 — 8 мм в количестве 0 20,4 от массы жидкого металла, После введения ферробора в чугун выдерживают его в раздаточном ковше 1-7 мин, При переливе в разливочный ковш при 1340 — 1360 С металл модифицируют ферросилицием ФС75, подаваемым на дно ковша в количестве

0,1 — 0,3 от массы расплава. Металл выдерживают в течение 0,5 — 8 мин и при 1320—

1330 С заливают в формы.

Для сравнения плавят чугун по известному способу.

Испытания на износ проводят при трении без смазки, воспроизводя особенности изнашивания шлицев зубьями дисков фрикционов в условиях эксплуатации. Образец совершает возвратно-поступательное движение с длиной хода 16 мм и частотой двойных ходов 1,2 с 1.

Обрабатываемость исследуют при точении на станке 16К20. Определяют величину скорости резания, при которой в соответствии с критерием равного износа максимальный линейный износ задней грани резца

Пзманс ОдИНа КОВ (1,5 -0,1 MM) В Te eH e flepHода стойкости, равного 60 мин, Режим испытаний: глубина резания

2,5 мм; подача 0,4 мм/об; частота вращения

315 об/мин, Резул таты сравнительных анализа известного и предлагаемого способов получения иэносостойкого чугуна приведены в та.бл, 1 и 2.

Как следует иэ табл. 1 и 2, изменение последовательности ввода марганецсодержащего вещества — ферромарганца, ковшовое каскадное модифицирование ферробором — в раздаточном ковше и ферросилицием ФС75в разливочном ковше позволяет повысить износостойкость чугуна в

1,34-1,75 раза и улучшить его обрабатываемость в 1,14-1,24 раза, Формула изобретения

Способ получения износостойкого чугуна для тормозных барабанов, включающий выплавку чугуна в вагранке, перегрев в электропечи, легирование расплава марганецсодержащим веществом, выпуск расплава в раздаточный ковш, ковшовое модифицирование, выдержку расплава в раздаточном ковше, перелив расплава из раздаточного ковша в разливочный ковш, выдержку в нем расплава перед заливкой в литейные формы, отличающийся тем, что. с целью повышения износостойкости чугуна и улучшения его обрабатываемости, в качестве марганецсодержащего вещества используют ферромарганец, присаживая его в электропечь после подачи в нее нелегированного чугуна, ковшовое модифицирование осуществляют присадкой 0,15-0,25

1696484 мас. $ ферробора после заполнения раздаточного ковша расплавом на 0,15-0,25 его объема, а при переливе из раздаточного ковша в заливочный расплав дополнительно обрабатывают 75$-н ым ферросилицием, подаваемым в количестве 0,15-0,25 мас. .

Та блн па!!

В»дерека

Введено в ковв нас 2

В»дерзка

° K0»»C

»нн

Способ Введено е зле»тропе»в, нас.t реррэсплав Пп V

° Yo» »»еле

На З 0 06

0 12 - 0 12

0 0,5

0 7

0,03 - - 0,011 ВВВОвт 2-1,2 0,12

0,06 0,105 - . 0,008 06 20-0,25

0,5

0.25 I

0,2 3,5

0,15 6

0,15

0,2

0,25

0,05 0,005 0,0075

0,00 o,000 о 006

0,03 0,003 0,0005

0 056 0 008

0,006 0,0065 0,20

0 035 0 005 0 ° 15

0,6

0.09

0,38

Таблица2

Свойства чугуна

Способ (,5 г- г;

И, U6a Ьз, 65 ° - К о

Г/(6 Ч) М/МИН Na ИПЭ ММ

220 425 3

21 7 69

220

Составитель Н. Косторной

Техред М. Моргентал Корректор О Кравцова

Редактор И. Дербак

Заказ 4277 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 йзвестннд li 6-0,6

0Вд35Д 0 ° 3

Предлатаентй

1 01вт 75-0 ° 8

2 Впп 75-0,65

3 Впа 75-0,65

Известный

Предлагаемый

12,4 79

14,1 83

16,1: 86

220

Залома»не ковка прн ковеоесй обработке, доле обзв"25 3 5

430 3,5

425 3,0

Введен»а

oC75 ° раз- ° разммао ньй вочю ковв, 2 коме, нн»

222

220