Патент на изобретение №2307171
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК ИЗ ИЗНОСОСТОЙКОГО БЕЛОГО ЧУГУНА
(57) Реферат:
Изобретение относится к металлургии, в частности к получению отливок из белого чугуна, используемых в качестве быстроизнашивающихся деталей, например мелющих тел шаровых мельниц, сменных деталей горнорудного, металлургического и нефтегазодобывающего оборудования. В печи выплавляют чугун следующего химического состава, мас.%: углерод – 3,1-3,9; кремний – 2,10-2,65; марганец – 0,60-0,80; хром – 0,80-1,00; никель – 0,65-1,00; медь – 0,80-1,00; ванадий – 1,00-1,60; железо – остальное, при этом борсодержащую и церийсодержащую лигатуру вводят непосредственно в разливочный ковш до содержания в чугуне, мас.%: бора – 0,02-0,06; церия – 0,02-0,05. Изобретение позволяет получить отливки из чугуна с высокой твердостью, равномерной во всех их частях, обеспечивающей высокую износостойкость при относительной невысокой стоимости отливок за счет снижения содержания дорогих и дефицитных легирующих элементов. 4 табл.
Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения отливок из белого чугуна, которые могут использоваться в качестве быстроизнашивающихся деталей, например мелющих тел шаровых мельниц, сменных деталей горнорудного, металлургического оборудования, а также деталей нефтегазодобывающего оборудования. Известен способ получения отливок из белого чугуна, включающий изготовление их в песчано-глинистых формах, при этом чугун содержит, мас.%:
Чугун имеет твердость НВ 228 – НВ 652. Пониженная твердость этого чугуна достигается в медленно охлаждаемых частях отливки, имеющих в силу этого структуру серого чугуна, а повышенная – в быстроохлаждаемых частях отливки, имеющих структуру белого чугуна, между которыми находится переходная зона от структуры серого к структуре белого чугуна. Недостатками этого чугуна являются: неравномерная твердость в разных частях отливки, пониженная твердость в медленно охлаждаемых частях отливки, что предопределяет их низкую износостойкость, высокое содержание дорогих и дефицитных легирующих элементов (хром, никель, молибден, медь, церий, кальций), что определяет высокую стоимость чугуна из-за наличия дорогих легирующих элементов. (См. Н.Г.Гиршович. Чугунное литье. Металлургиздат, 1949, с.463-469.) Известен способ получения литой заготовки из белого износостойкого чугуна для быстроизнашиваемой детали, включающий выплавку, легирование и модифицирование чугуна, с получением заданного состава чугуна, получение отливки заливкой заданного состава чугуна в песчаную или металлическую форму, очистку и термообработку отливки, отличающийся тем, что выплавку чугуна осуществляют расплавлением в электропечи железоуглеродистой шихты с одновременным легированием его на заданный состав, модифицирование осуществляют силикобарием при сливе в ковш нагретого в печи до температуры 1400-1470°С расплава, а термообработку осуществляют в виде высокотемпературной нормализации с нагревом до температуры 1050-1100°С и выдержкой при ней 2-3 ч и последующего высокотемпературного отпуска с нагревом до температуры 690-710°С, выдержкой при ней 6-7 ч и охлаждением с печью до температуры 400°С, а затем на воздухе, при этом после модифицирования получают чугун следующего состава, мас.%:
(См. описание к патенту РФ №2113495, МПК 6 С21С 1/08, опубл. 20.06.1998 г.). Недостатки этого аналога аналогичны недостаткам предыдущего способа. Задачей и техническим результатом изобретения является получение отливок из чугуна с высокой твердостью, равномерной во всех их частях, обеспечивающей высокую их износостойкость при относительной невысокой стоимости отливок. Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения отливок из износостойкого белого чугуна, включающем выплавку чугуна и последующую заливку его в разливочный ковш, выплавляют чугун в индукционной или дуговой печи следующего химического состава, мас.%:
а затем непосредственно в разливочный ковш вводят борсодержащую и церийсодержащую лигатуру до содержания в чугуне, мас.%:
Предлагаемый способ получения отливок из белого чугуна позволяет получить структуру белого чугуна высокой твердости и износостойкости при невысокой себестоимости отливок. При введении борсодержащей и церийсодержащей лигатуры чугуна непосредственно в разливочный ковш достигается быстрая его кристаллизация и быстрое охлаждение отливок, что при определенной температуре заливки и указанном химическом составе чугуна обеспечивает получение структуры белого чугуна во всех их частях и в силу этого их высокую равномерную твердость и износостойкость. Такой состав белого чугуна и такой способ получения отливок из белого чугуна выбраны на основе проведенных исследований, устанавливающих влияние вводимых элементов на структуру и свойства отливок. Содержание серы и фосфора выбрано из условия внесения их в чугун шихтовыми материалами. Пример. Выплавляли в индукционной печи ИЧТ-6 чугун заявленного химического состава из чушкового чугуна, стального и чугунного лома, вводили феррованадий, ферроникель, феррохром и медь, в разливочный ковш вводили борсодержащую и церийсодержащую лигатуру и получали отливки мелющих шаров диаметром 60-120 мм. Химический состав шихты чугуна, температура заливки, механические свойства полученных отливок приведены в таблицах 1, 2, 3, 4. Из таблиц видно, что отливки, полученные заявленным способом, обладают высокой твердостью и износостойкостью равномерно во всех их частях.
Введение церия стимулирует карбидообразование при получении отливок из белого чугуна. Бор при малых добавках размещается в ядрах дислокации, закрепляет их, что обеспечивает твердость и износостойкость выплавляемого белого чугуна.
Формула изобретения
Способ получения отливок из износостойкого белого чугуна, включающий выплавку чугуна и последующую заливку его в разливочный ковш, отличающийся тем, что выплавляют чугун в индукционной или дуговой электропечи следующего химического состава, мас.%:
а затем непосредственно в разливочный ковш вводят борсодержащую и церийсодержащую лигатуру до содержания в чугуне, мас.%:
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
B, МПа
, %