Патент на изобретение №2370548
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ТЕРМОЦИКЛИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА
(57) Реферат:
Изобретение относится к области металлургии и используется при производстве отливок из серого чугуна. Для снижения коэффициента линейного расширения отливки ее подвергают термоциклированию и последующему нагреву в расплавленной мочевине в интервале 135-150°С с выдержкой 10-20 мин и охлаждением на воздухе, при этом в каждом цикле отливку нагревают до 980-1020°С, выдерживают при этой температуре в течение 5-15 мин и охлаждают в воде, а количество циклов составляет до 3. 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к металлургии чугуна и может быть использовано для снижения коэффициента линейного расширения (КЛР). Известно использование термоциклирования для обработки чугуна [1] с целью повышения однородности химического состава металла и пластических свойств. Известен также способ термоциклической обработки чугуна, включающий многократные нагревы до температур на 50-200°С выше Ас3 и охлаждение на воздухе до температур на 50-200°С ниже Ar3 [2]. Однако снижения коэффициента линейного расширения при использовании этого способа не происходит. Наиболее близким к заявляемому является способ термической обработки чугуна, включающий нагрев и охлаждение в воде, отличающийся тем, что нагрев проводят в интервале 890-1020°С циклически с выдержкой 5-15 минут, при этом число циклов выбирают 2-4 [3]. Однако этот способ не приводит к существенному снижению КЛР. Задачей предлагаемого способа термической обработки чугуна является снижение коэффициента линейного расширения в интервале температур испытания 50-250°С, что в перспективе позволит использовать серый чугун в качестве нового прецизионного материала, частично заменив такие сплавы с низкими значениями КЛР, как инвары, суперинвары и ковары. Сущность предлагаемого способа заключается в том, что чугун нагревают при 980-1020°С, выдерживают при этой температуре в течение 5-15 мин, охлаждают в воде, затем выдерживают в расплаве мочевины при 135-150°С в течение 10-20 мин с последующим охлаждением на воздухе. Количество циклов – до 3. Использование такой термической обработки позволяет снизить КЛР до необычно низких значений за счет интенсификации процессов диффузии. Эта термообработка снижает КЛР при температурах испытания 50-100°С, что важно для материалов приборной техники, а также при температурах испытания 150-200°С, что необходимо для гильз цилиндров двигателей внутреннего сгорания. Оптимальное количество циклов составляет до 3. Увеличение количества циклов более 3 нецелесообразно, так как дальнейшее снижение КЛР незначительно. На чертеже представлены значения КЛР после термообработки, проводимой по известному и предлагаемому способам. Пример. Использовали чугун марки СЧ-20, выплавленный в литейном цехе ОАО «ЗСМК». Плавка проводилась в индукционной печи ИЧТ-10М Как видно из приведенных в таблице результатов, эффективность предлагаемого способа термоциклической обработки чугуна с количеством циклов до 3 выше по сравнению с известным способом. Предлагаемый способ термоциклической обработки может быть использован на металлургических и машиностроительных заводах для улучшения свойств отливок из чугуна.
Источники информации 1. Федюкин В.К., Смагоринский М.Е. Термоциклическая обработка металлов и деталей машин. – Ленинград: Машиностроение, 1989, с.128-138. 2. А.с. 3. А.с.
Формула изобретения
Способ термоциклической обработки отливок из серого чугуна, включающий в каждом цикле нагрев отливки до 980-1020°С, выдержку 5-15 мин, охлаждение в воде, отличающийся тем, что проводят дополнительный нагрев в расплаве мочевины при 135-150°С, выдержку 10-20 мин и последующее охлаждение на воздухе, при этом количество циклов составляет до 3.
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
5, номер плавки 2-8377. Химический состав чугуна: С – 3,65%; Si – 1,77%; Mn – 0,56%; S – 0,021%; P – 0,16%; Cr – 0,32%; Ni – 0,17%; Ti – 0,04%; V – 0,05% (ГОСТ 1412-85). Нагрев отливок осуществляли при 980-1020°С с выдержкой в течение 5-15 мин, охлаждали в воде, затем выдерживали в расплаве мочевины (химическая формула – CO(NH2)2) при 135-150°С в течение 10-20 мин и охлаждали на воздухе. Для сравнения проводили термоциклическую обработку чугуна по способу, принятому за прототип. Температуры нагрева составляли 980-1020°С с выдержкой 5-15 мин, охлаждение в воде. Количество циклов составляло 1-4. После каждого цикла проводили дилатометрический анализ. Эффективность обработки оценивали по результатам определения КЛР на оптическом дилатометре системы Шевенара. Полученные результаты сведены в таблицу.
×106, град-1
