Способ получения серого чугуна для отливок

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХсОциАлистическихРЕСГ 1 УБЛИК нн,ЕОоо 181221 1 А 1 1 О(51) 5 ОПИ НИЕ ИЗОБРЕТЕ ВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬСТВ(57) Область применения - производство отливок из серого чугуна. Сущность способа заключается в том, что жидкий чугун приготавливают в количестве 92 - 94 от емкости тигля печи, модифицируют его в печи при 1500-1520 С 0,06-0,10 графита и 0,4 - 0,8% Ф С 20, при гружают добавки металлическими материалами, перемешивают расплав в течение 5-10 мин, выпускают его в промежуточный ковш при 1480 - 1500 С, повторно модифицируют жидкий чугун 0,01-0,27 углерода и 0,04-0,23 кремния и окончательно модифицируют в заливочном ковше 0,05-0,20 ФСЗОРЗМЗО т 0,1-0,506 ФС 75. Использование способа позволяет при снижении отбела и газовых раковин в отливках пол учать как одинаковые отливки с различными свойствами, так и разные отливки с одинаковыми свойствами, 2 табл,Я.Г,Клец.Штраус,алами, проиэвод ва в течение 5-10 руют углерод добавками при и . точный ковш, вво и 0,04 - 0,22 ф Я, ного ковша мо ФСЗО РЗМЗО иПри создании тем были опреде ющие требуем различных отливк не отбела и газоааюЪ При наличии исходного расплава в количестве меньшем 920 номинальной емкости тигля, вследствие захолаживания ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(56) Плавка синтетического чугуна в индукционных печах и ее технология на Каунасском литейном заводе "Центролит"/Подред. Н.Г,Гиршовича. Вильнюс: Минтис,1974, с.297.Патент ГДР М 259755, кл. С 21 С 1/08,1989,Авторское свидетельство СССР1 ч. 273221, кл. С 21 С /08, 1967,Авторское свидетельство СССРМ 499310, кл, С 21 С 1/00, 1974,(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СЕРОГО ЧУГУНА ДЛЯ ОТЛИВОК Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения серого чугуна для изготовления отливок с различными свойствами на базе единого расплава.Цель изобретения - снижение брака отливок по газовым раковинам и отбелу.Требования, которые предьявляются к свойствам чугуна в отливках, представлены в табл.1.Поставленная цель достигается тем, что исходный расплав приготавливают в количестве 92 - 94 ф номинальной емкости тигля, модифицируют его в печи при 1500-1520 С углерод - и кремнесодержащими добавками, ввода в жидкий чугун 0,03-0,100 ь графита в зернах и 0,4-0,8; ФС 20, пригружают добавки твердыми металлическими материят перемешивание распламин, повторно модифиции кремнесодержащими ереливе чугуна в промежудя в расплав 0,01 - 0,27 ф 6 С и при заполнении заливочдифицируют 0,05-0,200,1-0,5 ФС 75.изобретения опытным пуленц приемы, обеспечиваый уровень свойств в ах при минимальном уроввых раковин в этих Отливметалла, не обеспечивается требуемый уровень свойств в отливках с толщиной стенок15-20 мм, а при заполкении печи исходнымрасплавом в количестве, большем 94 иэ-за .высокой температуры чугуна в отливках толщиной 5 - 10 мм растет отбел и увеличивается количество газовых раковин а отливках.При модифицировании расплава с температурой ниже 1500 С в печи углерод- и крем. несодерхащими добавками в количестве,меньшем нижнего предела, в том числе и безпригружения твердыми металлическими материалами отливки получаются с отбелом и неимеют требуемого уровня свойств.Это в частности происходит из-за того,что твердые металлические материалы наряду с пригружением обеспечивают равномерное распределение модифицирующихдобавок во всем объеме жидкого чугуна втигле печи,При электрогидродинамическом перемешивании менее 5 мин и температуре чугуна перед вторым модифицированиемменее 1480 С углерод и кремнесодержащиедобавки не успевают промодифицироватьвесь жидкий чугун.Кроме того, графит в этом случае рас-.творяется не полностью, что приводит книзкой твердости в отливках любого сечения и появлению в них газовых раковин.При электрогидравлическом перемешивании более 10 мин и температуре исходного чугуна свыше 1520 С исчезает эффектмодифицирования, что приводит к отбелу вотливках с толщиной стенок 5-10 мм.При повторном модифицировании углерод- и кремнесодержащими добавками впромежуточном ковше в количестве, меньшем нижнего предела, в отливках с толщинами стенок 5-10 мм появляется сквознойотбел, а при избыточном вторичном модиФицировании снижаются прочность и твердость, увеличивается количество отливок сгазовыми раковинами,При модифицировании в заливочномковше менее 0,05 ФСЗОРЗМЗО и 0,1 ФС 75в отливках с любыми толщинами стенок наблюдается высокая твердость, а также появляется кромочкый отбел и газовыераковины.При избыточном третичном модифицировании (свыше 0,2% ФСЗОРМЗО и 0,5%ФС 75) свойства отливок ке отвечают требованиям ТУ,Известен способ выплавки серого чугуна с использованием."болота" в количествеоколо 70 оь с целью повышения производительности печей (1), известны также способы выдержки чугуна в печи в течение 20 - 40мин с последующим модифицированным в ковше кремнесодержащим модификатором (1) с целью повышения прочности.В патентной литературе описан способтройного модифицироаания жидкого чугуна 5 в заливочном ковше. в литейной чаше и вформе для получения перлитной структуры в различных сечениях и исключения отбела (3), а также способ, предусматривающий последовательную внепечную обработку ме талла 4 - б порциями модификатора, в томчисле графитом или ФС 75, с целью измельчения включений графита, уменьшения расхода модификатора и предусадочного, расширения чугуна, а также увеличения 15 плотности утолщенных частей (4).Использование комплексного тройногопоследовательного модифицированного жидкого чугуна сначала в печи углерод- и кремнесодержащими добавками, пригружа емыми твердыми металлическими материалами при 92-94% расплава в печи с температурой 1500-1520 С с одковременкым электрогидравлическим перемешиванием его при 1480-1500 С а течение 5 - 10 25 мин, затем повторно углерод- и кремнесодержащими модификаторами в промежу.точном ковше и окончательно РЗМ- и кремнесодержащими добавками при заполнении заливочного ковша для получения от- ЗО. ливок с различкыми свойствами на базе иединого расплава и снижения брака по газовым раковинам и отбелу иэ технической и патентной литературы неизвестно, что подтверждает существенные отличия предлага емого способа от известных.Чугуны, содержащие 3,3-3,4 С; 2,12,2% 33; до 0,08% Р; до 0,04% Я; 0,8 - 0,9 оМп;, до 0,25 о Сг; 0,2 - 0,3 М выплавляли в печи емкостью 31 т.40 В качестве шихты использовали 50-60доменного чугуна марки Лб, 20-25% стального лома и 20-25 особственного возврата.Ферросплавы и другие добавки вводилииз расчета свыше 100 о .45 П р и м е р. В исходный расплав, содержащий 3,40 С;. 2,11 оВ; 0,83 Мп; 0,22% ф С; 0-30% % и занимающий 92% номинальной емкости тигля, с температурой 1520 С вводят 0;06% графита в зернах, 0,4 оФС 20 50 и пригружают шихтой, Затем в течение 10мик производят электрогидродинамическое перемешивание расплава, и при 1500 С переливают его в раздаточный ковш.55При этом жидкий чугун, предназначенный для получения отливок с толщиной стенок 15-20 мм, например, гильз цилиндров, модифицируют 0,3% лигатуры ФХСУ, содержащей 13-2031; 4 Г,0 "С; 48-55Не менее 21 Не менее 15 Не регламентируетсяНе менее 15 Не более 5 Не регламентируется Не более 2 Не регламентируется170- 241163 - 197 Гильза цилиндров Шкив Втулки направляющйх клапанов Шатуны ДХ207 - 269 Не регламентирует- ся Примечание. Отбел, в том числе и местный, а также газовые раковины в отливках не допускаются, Сг; вводя при этом в жидкий чугун 0,018% и0,06%,Для отливок шкивов, также имеющих:толщину стенки 15 - 20 мм, но твердость которых должна находиться на более низком 5уровне, жидкий чугун в раздаточном ковшемодифицируют 0,2% графита в зернах и0,2% ФС 75.Жидкий расплав, подготавливаемыйдля заливки отливок с толщиной стенок 5- 1010 мм, например, втулок направляющихклапанов и шатунов компрессоров - домашних холодильников, модифицируют в раздаточном ковше 0,20% графита в зернах, 15вводя в чугун 0,18% С и 0,22% В в водеФС 75.Затем чугун из раздаточного ковшатранспортируют к формовочным контейнерам и переливают в заливочные ковши. 20При заливке гильз на дно ковша, вводят0,2% ФС 75 и 0,1% ФСЗОРОМЗО, а также принеобходимости чистый гранулированный никель или другие легирующие добавки. Призаливкешкивов чугун модифицируют 0,35- 25ФС 75+ 0,1% ФСЗОРОМЗО.До заполнения ковша, из которого будут заливать отливки с толщиной стенки 5мм, например, шатуны ДХ, на его дно вводят0,5% ФС 75 и 0,2% ФСЗОРОМЗО, а в ковш ЗОдля заливки отливок с толщиной стенок 10мм, например втулок направляющих клапана, стоек осей коромысел и т.д., 0,35%ФС 75+ 0,1% ФСЗОРЗМЗО,Полученные результаты приведены в 30п,1 табл.2. Там же приведены результаты,полученные при осуществлении других втом числе и запредельных вариантов предлагаемого изобретения и способа - прототипаТвердость и микроструктуру исследова ли непосредственно в рабочих сечениях отливок, прочность определяли. на отдельно 45.отлитых образцах по ГОСТ 27208-87,Количество отливок с отбелом определяли по результатам механической обрабат; ки, а наличие газовых раковин визуальным осмотром обработанных деталейДанные, приведенные в табл, 2, показы-, вают, что предлагаемый способ в отличие от, способа-прототипа позволяет получать на базе единого расплава отливки с различными свойствами при низком ровне брака по отбелу и газовым раковинам.Это дает возможность уменьшить количество плавильных агрегатов и снизить потери при механической обработке, что позводит получить экономический эффект в размере 100 тыс.руб.Формула изобретения Способ получения серого чугуна для отливок с различными свойствами на базе единого расплава, включающий выплавку исходного расплава в тигельной печи промышленной частоты, выпуск расплава в промежуточный ковш при температуре 1480-1500 С и модифицирование кремне- содержащими присадками в заливочном ковше в количествах, зависящих от толщины тенок отливок и заданных в них свойств, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижений брака по газовым раковинам и отбелу, исходный расплав приготавливают в количестве 92 - 94% номинальной емкости тигля, модифицируют его в печи при 1500-15200 С углерод- и кремнесодержа- . щими добавками, вводя 0,06 - 0,10% графитаи 0,4-0,8 ФС 20, пригружают добавки твердыми металлическими материалами, производят перемешивание расплава в течение 5-10 мин, повторно модифицируют жидкий чугун углерод- и кремнесодержащими добавками при переливе в промежуточный ковш, вводя в чугун 0,01-0,27% С и 0,04- 0,23% 31, и при заполнении заливочного ковша модифицируют 0,05 - 0,20% ФСЗОРЗМЗО и 0,1-0,56 ФС 75.",а цестео но катороввоцниДт,4 1 а 1530 151 12 1,0 0;03 0,26 0,26 0,2 й способ 0,0680,320,320,32Пвеестни 187156241 5 16,91 О 18,5 5 17,0 гг 9 00,0,7 6,7 6,7 а 6.3.Д 6,4. Составитель А,ОсманцевТехред М.Моргентал Корректор И,Шулла Редактор Заказ 1559 Тиразк ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени 113035, Москва, Ж. РаушскаяПодписноем и открытиям при ГКНТ Саб 4/5