ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения технологической разработки

Способ осуществляется с использованием следующих технологических приемов.

Плавку чугуна осуществляют в плавильных электропечах, а его модифицирование -магнийсодержащими лигатурами при сливе расплава в ковш. Отливки получают путем заливки жидкого чугуна в песчаные, металлические или керамические формы. Отливки извлекают из форм при 900 -1000°С и быстро перемещают в ванну с постоянной температурой закалочной среды, определяемой требуемым типом структуры металлической матрицы. После выдержки отливок в закалочной ванне в течение заданного времени их извлекают из нее, и последующее охлаждение их проводят на воздухе.

Время выдержки отливок в жидкой ванне определяется толщиной стенки, конфигурацией отливки и требуемой структурой металлической матрицы. Оно может составлять от 30 мин до 5 ч.

В качестве закалочной среды применяют жидкие соляные и легкоплавкие металлические сплавы с рабочими интервалами 280-900°С.

Получаемая структура определяется интервалами температур изотермической выдержки и временем выдержки отливки в ванне при этой температуре, она находится в прямой зависимости от диаграммы изотермического распада аустенита нелегированного и низколегированного высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

При толщине стенки отливки более 20 мм чугун необходимо дополнительно легировать, мас.%: молибден 0,1; никель 0,2. Это улучшает прокаливаемость отливок и способствует получению более однородной структуры. Дополнительного легирования следует избегать в случае получения ферритной структуры металлической матрицы.

Способ был опробован следующим образом. В плавильной электропечи расплавляли шихтовые материалы и получали низколегированный чугун. При температуре расплава 1380°С его сливали в ковш, в который предварительно засыпали 2% от массы расплава дробленую магнийсодержащую лигатуру ФСМг-6 (ТУ 14-5-134-86), что обеспечивало после модифицирования следующее содержание в чугуне элементов, мас.%: углерод - 3,4; кремний - 2,6; марганец - 0,28; фосфор - 0,06; сера - 0,015; магний - 0,047; никель - 0,2; железо -остальное.

Из модифицированного чугуна получали отливку с различной толщиной стенки по сечению от 10 до 35 мм путем заливки его в песчано-глинистую форму. Часть отливок извлекалось из формы при температуре в наименьшем сечении 920°С и быстро перемещались в свинцово-оловянистую ванну с температурой среды 350°С. Отливки выдерживались в ванне 45 мин, последующее охлаждение их производилось на воздухе.

Из различных частей отливки изготавливались шлифы, по которым изучали микроструктуру высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Исследование показало, что во всех частях отливки структура - верхний бейнит. Таким образом, структура отливок отличается от структуры прототипа однородностью и квазиизотропией свойств.

Себестоимость полученных отливок на 25% ниже себестоимости отливок прототипа.

Длительность технологического процесса получения бейнитных структур сократилось по сравнению с прототипом на 40 мин и более.

Другая часть отливок извлекались из формы при температуре в наименьшем сечении 920°С и быстро перемещалась в свинцово-оловянистую ванну с температурой 480°С. Отливки выдерживались в жидкой ванне 50 мин, последующее охлаждение их производилось на воздухе.

Исследовалась микроструктура отливок, исследование показало, что во всех частях отливки структура - троостит.

Способ в отличие от прототипа позволяет получать в отливках из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом широкий диапазон структур металлических матриц, обеспечивающих требуемый уровень механических и эксплуатационных свойств без применения повторной термообработки.

Отливки, полученные этим способом, отличаются стабильностью свойств по сечению отливки и могут широко использоваться в различных отраслях народного хозяйства.