Чугун

 

Изобретение относится к литейному, производству и Может быть использовймо при кокильном литье санитарно-технических изделий и предметов бытового назм^* нения ^подвергаемых эмалированию. Цельизобретения - устранение поверхностного отбела и повышение качества эмалируемой поверхности. Предлагаемый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюми-. НИИ, барий, кальций, титан, РЗМ, фосфор, серу и железо, дополнительно содержит магний и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 3,3- 3,7; кремний 2,2-3,8; марганец 0,2-0,8, алюминий 0,01-<Ч),04; барий 0,01-0,05; кальций 0,005-0,02; титан 0,04-0,08; РЗМ 0,05- 0,08; фосфор 0,2-0,4; срра 0,05-0,1; магний 0,002-0,008; цирконий 0,01-0,05; Железо остальное. Применение предлагаемого чугуна позволяет полностью устранить появление поверхностного отбела. а также до минимума снизить брак эмалевого покрытия. 1 табл.S(ЛсИзобретение относится к литейному производству И может быть использовано при коки'^ьном литье с^внитарно-техмических изделий и предметов бытового назнд* чения, подвергаемых эмалированию.Цель изобретения - устранение поверх* ностного отбела тонкостенных отливок г^ изготовле|1ии их в кокиль и повышение кдчества эмалируемой поверхности.Указанная цель достигается тем, ч^0.«^ гун, содержащий углерод, кремний, мартднец, алюминий^ барий, кальций, титан» f3Ril>& фосфор, серу и железо, дополните/1ън9 9№' держит магний и цирконий при сле4ую1Ц|М соотношении ингредиентов, мас.%: Углерод ,3,3-3,7Кремний2,2-3,8Марганец0,2-0^Алюминий0,01-0iWБарий0,01-4)^05КальцийТитанРЗМФосфорСераМагнийЦирконийЖелезо0,005-0,02 0,04-0,08 0,05-0,080,2-0^ 0,(ffi-0,1 0,002-0,0080,01-0.05 Остальное..Содержание углерода

союз советских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (W ОО

Ж)э С 22 С 37/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

° »

Ъ

ГОСУДАРСТВВМЫй КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ, I

1 (21) 4821846/62 (22) 26,02ЛЮ (46) 15.02.92. Бел. N. 6 .. (71} Белорусский политехнический инстйтут. (72) А.Н. Йротасеня, Д.Н. Худокормов, M.Ì.

Бондарев, 9.А. Рослик и Е.и. Шитов (53) 669.15-196 (088.8). (56) Авторское свидетельство СССР

ЛЬ 1188219, кл. С 22 С 37/10, t984.

Авторско9 свидетельство СССР

hh 1052557, кл..С 22 С 37/10, 1982. (54) ЧУГУН (57) Изобретение относится к литейнофеу производству и может быть использовано, при кокильном литье санитарно-техниче-, ских изделий и предметов бытового назначения, подвергаемых эмалированию. Цель

Изобретение относится к литейному производству и может быть использована при кокильном литье санитарно-технических изделий и предметов бытового казна чения, подвергаемых эмалироввнию.

Цель изобретения — устранение поверхностного отбела тонкостенных отливок ща изготовлении их в кокиль и повышение:ка- чества эмалируемой поверхности.

Укаэанная цель достигается-тем, 4 4у" гун, содержащий углерод, кремний, мэфеФнец, алюминий, барий, кальций, титан, РЗМ; фосфор, серу и железо, дополнительно ee ., держит магний и цирконий при следуещФМ соотношении ингредиентов, мас.ф:

Углерод,, 3,3-3,7

Кремний 2,2-3 8

Марганец 0,2-0,6

Ааюминий 0,01-6;64

Берий 0.01-0,65 изобретения — устранение поверхностного отбела и повышение качества эмалируемой поверхности. Предлагаемый чугун, содержащий углерод, кремний, марганец, алюми-. ний, барий, кальций, титан, РЗМ, фосфор, серу и железо. дополнительно содержит магний и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.g: углерод 3,33,7; кремний 2,2-3,8; марганец 0,2-0,8, алюминий 0,010,04; барий 0,01-0,05: кальций 0,005-0,02; титан 0,04-0,08; Р3М 0,050,08; фосфор 0,2-0,4; сера 0,05-0,1; магний 0,002-0,008; цирконий 0,01-0,05; железо остальное. Применение предлагаемого чугуна позволяет Полностью устранить появление поверхностного отбела, а также до минимума снизить брак эмалевого покрытия. 1 табл.

Кальций 0,005-0,02

Титан 0,04-0,08

РЗМ. 0,05-0,08

Фосфор 0,2-0-,4

Сера 0,05-0,1

Магний 0.002-0,008

Цирконий 0,01-0,05

Железо Остальное., Содержание углерода (3,3 3.7 мас. g) и кремния (2,2-3,8 мас. $,) выбрайо, исходя из соблюдения соотношения, C+ S i h 5,5, при «отором возможность появления сквозного отбела минимальна.

Добавки алюминия и бария свыше щЛ > каждого обеспечивают кристаллизацию сплава по. стабильной диаграмме при содержании углерода и кремния на нижних уровнях (3,3 и 2,2 соответственно). Выше

«оличеств 0,04® алюминия и 0,057. бария

1712451 не дают прироста графитизирующего эффекта, Редкоземельные металлы при добавках

0,05-0,08 в сочетании с добавками титана

0,04-0,08ф также способствует усилению графитизирующего эффекта, измельчают эвтектическое зерно и повышают механиче-. ские свойства чугуна благодаря увеличению дисперсности перлита, Газонасыщенность сплава снижается начиная с добавок церия более 0,05 )ь и титана свыше 0,04 . При содержании РЗМ и титана более 0,08 каждого заметно огрубление включений графита и его разрыхление, что способствует адсорбции газов на последних, поэтому дальнейший рост присадок титана и PSM в нецелесообразен, Кальций, обладая большим сродством к сере и кислороду, способствует их активному связыванию в сульфиды и оксиды. Сульфиды и оксиды частично всплывают а шлак, а частично образуют мелкие включения глобулярной Формы, состоящие в основном из алюминатов кальция и бария и шпинели MgO x А!2Оз, которые служа подложками для кристаллизации графита. При содержании в чугуне больше 0,02 избыточный кальций начинает реагировать с кислородом атмосферы, повышая загрязненность расплава неметаллическими включениями.

Алюминий, барий, РЗМ, титан и кальций, способствуя графитизации, не устраняют появления поверхностного отбела на отливках, полученных, в кокиле, особенно если отсутствует облицовка. С. целью усиления графитизирующего эффекта в состав чугуна введен магний. Образуя с серой и кислородом прочные соединения, способствующие графитизации, магний, при его содержании в чугуне 0,002-0,008 способствует устранению поверхностного отбела даже при скорости затвердевания

3,5 мм/с, что способствует изготовлению тонкостенных отливок в кокиль с графитовым покрытием толщиной 0,1-0,2 мм. Добавки магния менее 0,002% не устраняют полностью поверхностный отбел, а более

0,008 экономически нецелесообразны и приводят к некоторому увеличению поверхностного отбела.

Цирконий, введенный в чугун, образует оксиды, которые, образуя прочную тонкую пленку на включениях графита, блокируют проникновение к ним кислорода в процессе нагрева под эмалирование. Добавка циркония а чугун а количестве 0,01-0,05% является оптимальной. Снижение газонасыщенности чугуна при содержаниях циркония более

0,05% не отмечено, а менее 0,01% добавка циркония неэффективна.

Пример. Для исследования качества эмалевого покрытия и отбела сплава было выявлено 5 составов предлагаемого чугуна — на нижнем, среднем и верхнем, а также

5 ниже нижнего и выше верхнего уровней содержания компонентов и известный чугун при среднем уровне. Чугун получали путем модифицирования ваграночного расплава лигатурой ФСМгЗ (ТУ 14-5-134-81) с добав10 ками бария, титана и стронция.

Модифицирование базового расплава производят а ковше при 1380 С, расход модификатора составлял от 0,2 до 0,5, При приготовлении известного сплава исполь15 зовали ферросплавы и чистые материалы: силикокальций СК 25 (ГОСТ 4762-71); алюминиевая стружка; ферросилиций с барием

ФС65БаБ (ТУ 5-160-84); ферротитан Ти2 (ГОСТ 4761-67); сплав МЦ-40 (ЦМТУ 05-2020 67).

Для достижения необходимых содержаний по углероду и кремнию применялся скрытнокристаллический графит ГЛС-3 (ГОСТ 5420-74) и ферросилиций ФС75 (ГОСТ

25 1415-78), В качестве пробы на изучение величины поверхностного отбела служил чугунный кокиль для изготовления чугунных сковород диаметром 290 мм при толщине стенки 4 мм.

3(На поверхность кокиля нанесли перед заливкой слой графитовой краски толщиной

0,1 мм, кокиль перед заливкой прогревали до 100 С. Такая проба позволяла полностью имитировать реальные условия изго35 тоаления предметов бытового назначения и санитарно-технических изделий.

Оценку качества эмалируемой поверхности.производили при сравнении литых и отожженных образцов в виде пластин раэ40 мером 100х100 мм толщиной 4 мм, залитых в кокиль. Отжиг образцов осуществляли в . течение 30 мин при температуре 9200. С, по- сле чего литые и отожженные образцы подвергали эмалированию. Качество покрытия

45 оценивали визуально по количеству дефектов типа укола или пузыря.

Результаты сравнительных испытаний известного чугуна и чугуна предложенного

50 состава приведены в таблице.

Как видно из таблицы, применение чугуна предлагаемого состава позволяет полностью устранить появление поверхностного отбела, а также до минимума снизить брак

55 эмалевого покрытия.

Предлагаемый состав чугуна может быть широко использован при производстве эмалированной чугунной посуды и санитарноо-технических изделий.

1712451

Ф о р мул а изобретен ия

2,2-3,8

0,2-0,8

0,01-0,04

0,01-0,05

0,005-0.02

0,04 — 0;08

0,05-0,08

0,2-0,4 .0,05-0,1 0,002-0,008

0,01-0,05

Остальное

Углерод

3,3-3,7 а»

»

Содержание компонентов, мас.ь

Чугун

Si Mn Al

Ва Са Ti РЗИ P

0,06

0,О4

0,06

0,08

0,03

0,09

0,5 0,025 .

0,2 0,61

0,5 0,025

0,8 0,04

0,01 0.,009 .0,9 0,05

О, 007

0,05

О, 065

0,08

0,04

0,1

0,03

0 005

0,01

0,02

0,004

0,03

0903

0,2

Оу3

0,4

0,1

О 5

0,03

0,01

0,03

О, 009

0,06

3,5 2,25

3в3 2в2

?,5 3,0

3 7 3,8

3,2 2,0

3.8 4,0

Известный 1

Пред-2 лага-3 емый 4

» и

Продолжение таблицы

»Ю»»

«»«4

Содержание компонентов, мас А

Количество де- фектов на

100 смз

Поверхностный отбел. мм

Чугун я яд g1, Ре

Остальное

То же

2

2

4,0

Известный 1 0,05

Пред-2 0,07 лага-3 .0,1 емый 4 0,04

5 0„12

0,01

0,03.

0,05

0,008

0,06

0,002

0,005

0,008

0,ОО1

0,01

«II», 1J

f l»

„,Il

2,0

0,8

° » ««

Составитель Ы.Бондарев

Редактор-JI.Пчолинская ТехредМ.ЬЬргентал Корректор Э.Лончакова.Заказ 512 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комйтета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

»3035, МосМа, ж-З5, Раушская наб;. 4/5

Производственно-издательский каебинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Чугун, преимущественно для змалирования, содержащий углерод, кремниИ, мар-. ганец, алюминий, барий, кальций, титан, 5 редкоземельные металлы, фосфор, серу и железо, отличающийся тем, что, с целью устранения поверхностного отбела и повышения качества эмалируемой поверхности, он дополнительно содержит магний 10 и цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Кремний

Марганец

Алюминий

Барий

Кальций

Титан

Редкоземельные металлы

Фосфор

Сера

Магний

Цирконий

Железо