Способ термической обработкичугунной дроби

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл,з с присоединением заявки йо С 21 О 5/04 Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(53) УДК 621. 785. .79(088.8)(72) Авторы изобретения Б.А, Кирневский, Т.К. Изюмова, В.И. БичинСкИйу"-, В.И. Чайковский и В.А, Лишатов Институт проблем литья АН Украинской ССР(71) Заявитель 154) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУННОЙ ДРОБИ Изобретение относится к термической обработке иэделий, в частности чугунной дроби, применяющейся в различных отраслях промышленности в качестве абразивного материала при дробеметной очистке.В зависимости от назначения дробе. метной обработки необходима дробь с определенным сочетанием прочностных и пластических характеристик. Требуемый комплекс механических свойств достигается не только оптимальным химическим составом, но и рациональным режимом термической обработки. Широко применяется для дробеметной 15 очистки чугунная дробь без термической обработки.Основным недостатком чугунной литой дроби является повышенная хрупкость. Твердость литой дроби составляет 60-62 ед. ННС. Микроструктура дроби представляет собой закаленный доэвтектический илй эвтектический чугун с первичными карбидами. В процессе эксплуатации дробь раскалывается на части, острые углы которых существенно интенсифицируют износ рабочих органов дробеметных машин, значительная часть дроби превращается в пыль и не используется в процес- ЗО се очистки. В то же время для очистки большинства изделий необходимо и достаточно, чтобы твердость дроби была на уровне 38-45 НВС. Для получения такой твердости используется термическая обработка литой чугунной дроби.Известен способ термообработки дроби, повышающий сроки службы как дроби, так и быстроизнашивающихся деталей на 25, заключающийся в том, что дробь в . стальных коробах.емкостью до 2,5 т загружается в печь, нагревается до 750-800 оС между коробами, выдерживается .ри этой температуре в течение 3 ч, охлаждается с печью в течение 1 ч, а затем на воздухе. Общая длительность цикла составляет 12-14 ч 1.Недостатком известного способа является технологическая сложность термообработки значительных объемов дроби, во-первых, и относительно низкая стойкость дроби, во-вторых. В результате неравномерности прогрева дробомассы структурные изменения в дроби, находящейся в разных условиях, например, в центре и на периферии короба, будут различными. В центральной части микроструктура дро 850697би может представить собой мартенсит и цементит или продукты распада.мартенсита, например сорбит, и нерастворившиеся карбиды, а микроструктура дроби периферийных областейферрит или смесь Феррита, перлитаи графит.Неоднородность структуры всегообъема дроби обусловливает различные ее свойства, как-то: твердость,хрупкость, эксплуатационную стойкость. Так, в центральной части короба дробь остается хрупкой и твердой. В то же время твердость и пластичность дроби периферийных областей, находящейся наиболее. продолжительный период под воздействиемвысокой температуры и превращенияв которой (превращение мартенсита,растворение карбидов и выделениеграфита) протекали наиболее полно,могут снизиться до уровня, недостаточного для получения эффекта очистки.Цель изобретения - повышениеэксплуатационной стойкости дроби.Поставленная цель достигаетсяускорением теплопередачи во внутренние области короба и созданием на по.верхности дробинок вязкого обеэуглероженного слоя при достаточно твердойи прочной сердцевине.Для этого передзагрузкой дроби в короб н нем устанавливают металлические стержни навысоту засыпаемой дроби, а загрузку дробью производят совместно с селитрой, составляющей 0,1-0,3% отвеса дроби,Количество стержней определяетсяиз расчета один стержень на (0,2 х0,2) м дна короба. Использованиеодного стержня на большей площадинеэффективно, на меньшей усложняеттехнологию. Количество селитры берется иэ расчета 0,1-0,3 от весаобрабатываемой дроби. При меньшемколичестве засыпаемой селитры толщина обеэуглероженного (ферритного)слоя на дроби оказывается недостаточной для предотвращения хрупкогоразрушения дроби. При большем количестве селитры толщина буферного слояна дроби значительно увеличивается.Соответственно ухудшается эффекточистки, Короба закрывают крышкой,которую обмазывают глиной. Нагревдроби производят до 750 800 ОС, Выдержка при указанной температуресоставляет 1-4 ч в зависимости отемкости тары.Выдержка составляет 3 ч для коро.бов емкостью н 2,5-3 т. При достижении печью температуры разложенияселитры (380 и 408 О С, соответственнодля натриевой и калиевой селитры)она полностью разлагается с выделением кислорода. Поскольку скоростьповышения температуры от 300 до600 С значительно меньше скорости2 14 аЗОЭ -2 ЩБО - ОдВыделяющийся кислород взаимодействует с углеродом дроби, в результате чего на,ловерхности дробинок поянляезей обезуглероженный слой, представляющий собой феррит. Толщина обезуглероженного слоя составляет 0,1-0,2 мм. Микроструктура сердцевины дробинок после термообработки представляет собой сорбит и цементит с твердостью НВС = 38-45. Вязкий Ферритный слой на поверхности дробинок играет роль буфера при ударе их об очищаемую поверхность и препятствует раскалыванию дроби, что влечет за собой повышение эксплуатационной стойкости дроби Стержни обеспечинают равномерный прогрев всей дробомассы и соответственно однородность структуры дроби по всему объему короба. 40 45 50 55 Способ термической обработки чугунной дроби, преимущественно для дробеметной очистки, включающий загрузку в короб, нагрев до 750-800 ОС, выдержку 1-4 ч и охлаждение .с печью, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости, перед загрузкой дроби в короб в нем устанавливают металли 60 65 5 10 15 2025 ЗО 35 разложения селитры, самовозгораниеи взрыв последней исключается. Разложение селитры идет по реакции Предлагаемый способ термической обработки чугунной литой дроби опробован в заводских условиях, В короба емкостью 3 т устанавливают 6 стальных стержней диаметром 20 мм, засыпают 3 т чугунной литой дроби, ранномерно распределив по объему 2,4 кг натриевой селитры с температу. рой разложения 380 С. Короба закрывают крышками и обмазывают их глиной. После термообработки срок службы дроби повысился в дна раза: если нетермообработанная дробь выдерживает 5 циклов, то термообработанная 10 циклов, Соответственно в 2 раза сократится годовой расход дроби: с 600 т до 300 т на трех линиях дробеметной очистки. В связи со снижением твердости дроби в результате термообработки вдвое повышается срок службы быстроизнашивающихся деталей дробеметных установок, Если стойкость дробеметных лопаток при использовании нетермообработанной чугунной литой дроби составляет 24 ч, то использование термообработанной дроби повышает его до 48 ч. Формула изобретенияТираж 618 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Заказ 6252/34 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная; 4 ческие стержни на высоту засыпаемойдроби, а загрузку дроби производятсовместно с селитрой, составляющей0,1-0,3 от веса дроби. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Литейное производство, 1977,Р 12, с. 29.