Способ получения чугуна с вермикулярным графитом

(51) М,К 3 В 22 О 27/20 Гввударственнмй квмнтет Опубликовано 30. 1.82. Бюллетень44Дата опубликования описания 05.2.82по делам нэвбретеннй н открытий72) Авторы изобретен рьковскии автомобильно-дорожныи институТ им. Комсомола Украины(71) Заявит СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА ВЕРМ ИКУЛЯРН ЫМ ГРА Ф ИТОМ Изобретение относи изводству, а именно к качественного чугуна, толстостенных отливок ции, и может быть испо цехах всех отраслей м тся к литеиному прополучению высококак материала для сложной конфигуральзовано в литейных ашиностроения. Известны способы получения чугунов с вермикулярным графитом, заключающиеся в обработке исходного чугуна глуболяризирующими элементами (магнием, редкоземельными металлами, в количествах, недостаточных для получения шаровидной формы графита, и последующей зали акой расплава в песчано-глинистые формы 11).Указанные способы обеспечивают стабильное получение структуры вертикулярного графита в толстостенных отливках, но чугуны, полученные такими способами, имеют повышенную стоимость по сравнению с другими видами высококачественных чугунов из-за высокой стоимости лигатур, применяемых для обработки расплава. Так, при получении чугуна с вермикулярным графитом с помощью РЗМ-содержащих лигатур, затраты на них составляют до 30% от общей стоимости жидкого чугуна. Известен способ получения чугуна с вермикулярным графитом без использования глобуляризирующих лигатур, заключающийся в предварительной десульфурации жидкого чугуна до содержания серы менее0,002% и последующей заливке его в металлические или графитовые формы, которые обеспечивают высокую скорость охлаждения и соответственно высокую скорость кристаллизации чугуна 12.Однако этот способ не может обеспечить стабильного получения структуры вермикулярного графита в толстостенных отливках, поскольку в массивных сечениях не обеспечиваются требуемые условия теплоотвода от металла к форме, особенно в случае многократного использования этих форм. Кроме того, металлические и графитовые формы значительно дороже песчано-глинистых форм, что удорожает технологию получения чугуна таким способом.В настоящее время на многих машиностроительных заводах в виде отходов имеется стружка чугуна с шаровидным графитом, содержащая глобуляризирующие элементы. Поэтому является рациональным ее использование в качестве модификаторадля получения чугуна с вермикулярным графитом.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ интенсификации процесса охлаждения толстостенных отливок из чугуна с шаровидным графитом, заключающийся в суспензионной заливке предварительно модифицированного чугуна с использованием в качестве "микро- холодильников стружки чугуна с шаровидным графитом. Количество стружки составляет не более 2,5 ф/с от массы железного металла 13).Этот способ не может обеспечить получение в чугуне вермикулярного градиента. Цель изобретения - стабильное получение чугуна с вермикулярным графитом втолстостенных отливках и экономия дорогостоящих глобуляризирующих лигатур.Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения чугуна, включающему суспензионную заливку предваритель 20но десульфурированного перегретого чугунав литейную форму с использованием в качестве микрохолодильников и модификаторастружки чугуна с шаровидным графитом,упомянутую стружку используют с размером 2фракций 1 - 4 мм и вводят в расплав при1420 - 1450 С в количестве 2,6 - 3,6 ц/о отмассы заливаемого чугуна,В этом случае стружка, растворяясь вжидком чугуне, интенсифицирует охлаждение отливки и обеспечивает модифицирующие действия на форму графита, поэтомуотпадает необходимость в предварительнойобработке чугуна глобуляризирующими лигатурами для получения графита вермикулярной формы.Для эффекти вного усвоения стружкитемпература заливаемого металла должнанаходиться в пределах 1420 в 1450 С. Указанные температуры определены теплотехническим расчетом с целью обеспечения оптимальных условий растворения стружки в 40жидком чугуне.Для проверки возможности получениячугуна согласно предложенному способу выплавляют чугун на шихте следующего состава, /с. Литейный чугунЛК-П-А(ГОСТ 483272) 45Стальный лом 10Возврат производствавысокопрочногоо чугуна 44Графитовый порошок 1Плавку ведут в электродуговой печи способом переплава. Чугун перед выпуском из печи имеет следующий химический состав, /: С 3,54; Я 3,0; Мп 0,61; Р 0,06;5 0,021.Металл перегревают до 1500 С. Перед выпуском металла из печи на дно ковша помещают в виде механической смеси карбид кальция в количестве 1,5/о и плавиковый шпат в количестве 0,2/о.После выдержки в ковше в течение 1,5 - 2 мин с поверхности металла скачивается шлак и чугун заливают в сырые песчано- глинистые формы. В процессе заливки чугунную стружку вводят во вращательную воронку в центр вихря из жидкого металла с помощью дозирующего устройства.Результаты изучения микроструктуры контрольных отливок, приведенные в таблице, показывают, что во всех исследованных сечениях отливок преобладает вермикулярная форма графита.Излучение изломов контрольных отливок показывает отсутствие усадочных раковин и рыхлет при использовании литниковых систем без прибылей для подпитки массивных сечений.Отливки из чугуна, полученного согласно предлагаемому способу, имеют следующие показатели механических свойств: 6 290 - 490 МПа, Ь 0,9 - 54 о/о, НВ 167 - 241Экономическая эффективность от использования предлагаемого способа получения чугуна с вермикулярным графитом достигается за счет значительного снижения стоимости литейной формы по сравнению с известным способом экономии дорогостоящих глобуляризирующих лигатур, а также за счет повышения качества получаемых отливок и выхода годного литья, расширения возможностей для конструктивного снижения металлоемкости толстостенных отливок из высококачественных чугунов.977107 формула изобретения Составитель Т. Королева Редактор А. Мотыль Техред И. Верес Корректор У. Пономаренко Заказ 8780/13 Тираж 852 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4Способ получения чугуна с вермикулярным графитом, включающий суспензионную заливку предварительно десульфурированного перегретого чугуна в литейную форму с использова нием в качестве микрохолодильников и модификатора стружки чугуна с шаровидным графитом, отличающийся тем, что, с целью стабильного получения чугуна с вермикулярным графитом в толстостенных отливках и экономии дорогостоящих лигатур, упомянутую стружку вводят с размером фракций 1 - 4 мм в расплав при420 - 1450 С в коли честве 2,6 - 3,6/с отмассы обрабатываемого чугуна,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе5 1. Патент США3421886, кл. 75 в 23,1970.2. Патент Великобритании1316438,кл, С 7 Р, 1973.3. Кузнецов А. С. и др, Суспензионное1 Олитье чугуна с шаровидным графитом. Сборник, Новое в процессах литья. Киев,АН УССР, 1974, с. 227 - 229.