168428. lajstromszámú szabadalom • Jól megmunkálható, kopásálló gömbgrafitos öntőttvas, és eljárás előállítására
3 168428 4 alatt végbemenő karbonredukcióval beáll az öntöttvas kívánt karbontartalma is. A találmány szerinti öntöttvas előállítható úgy is, hogy az adagot főként kis mangántartalmú nyersvasból készítjük. Ez a nyersvas általában 3,9% karbont, 5 1,7% szilíciumot, 0,005% mangánt és 0,01% krómot tartalmaz. Az adag tartalmaz ezen kívül vasötvözeteket, például ferroszilíciumot, ferrokrómot, vagy ferromangánt. Az adagot villamos kemencében, célszerűen villamos ívkemencében olvasztjuk meg. Az io olvadék összetétele a következő: karbon 2,7-2,9% szilícium 2,4-2,9% mangán 0,1-0,2% króm 0,1-0,2% 15 kén 0,07% foszfor 0,07% A karbon kiégése után az olvadék mennyiségének 2,5-3%-át kitevő előötvözettel szferoidizálást végzünk. Az előötvözet 45% szilíciumból, 8% magné- 20 ziumból és 47% vasból áll. A szferoidizálás során az olvadék szilíciumtartalmát 4-4,5%-ra állítjuk be, majd a krón tartalmat ferrokróm adagolásával 0,15-0,25%-ra 1 öveljük. Az így előállított gömbgrafitos öntöttvas lágy 25 ferrites alapmátrixból áll, amelynek Brinell keménysége körülbelül 180 kg/mm2 . Az alapmátrixban található gömbszemcsés grafit forgácsoláskor mintegy kenőanyagként működik. Az alapmátrix ezen kívül rendkívül kemény eutektikus és hipereutektikus -ce- 30 mentit kiválásokat tartalmaz, amelyek a nagy kopásállóságot eredményezik. A kiválások Brinell keménysége mintegy 800 kg/mm2 . A találmány szerinti öntöttvas rendkívüli keménysége mellett jó szilárdsági tulajdonságokkal is rendel- 35 kezik. A belőle készült súrlódó alkatrészek érintkező felületei jól illeszkednek egymáshoz, az anyag forgácsolása pedig minden nehézség nélkül elvégezhető. A találmány szerinti öntöttvasat közvetlenül kokillába lehet önteni, nem igényel járulékos hőkezelést, 40 sem pedig drága ötvözőket. A találmány további részleteit kiviteli példák segítségével ismertetjük. 1. példa 45 Gömbgrafitos öntöttvasat állítottunk elő a találmány szerinti eljárással. Az adag összetétele a következő volt: — kis mangántartalmú nyersvas 600 kg/t karbontartalom 4,3% 5Q szilíciumtartalom 0,17% mangántartalom 0,005% krómtartalom 0,01% -acélhulladék 200 kg/t karbontartalom 0,3% 55 szilíciumtartalom 0,5% mangántartalom 0,7% kéntartalom 0,07% foszfortartalom 0,06% - vashulladék 100 kg/t 6$ karbontartalom 2,8% szilíciumtartalom 4,0% mangántartalom 0,2% kéntartalom 0,07% foszfortartalom 0,06% 65 — ferroszilícium 30 kg/t szilíciumtartalom 75% - ferrokróm 35 kg/t krómtartalom 60% Az olvasztás során először az acélhulladékot, majd a vashulladékot, és ezt követően a nyersvasat adagoltuk a kemencébe. Körülbelül 2,5 órás olvasztási idő után az olvadék 2,7% karbont, 0,5% szilíciumot és 0,17% mangánt tartalmazott. Ekkor adagoltuk be a ferroszilíciumot és a ferrokrómot. Az adalékanyagok felolvadása után a fémfurdő 2,7% karbont, 2,5% szilíciumot, 0,17% mangánt és 0,2% krómot tartalmazott. A szferoidizálást 1 tonnás öntőüstben végeztük, amelyet előzőleg gázégővel melegítettünk fel. Az üstben levő öntöttvas hőmérséklete 1460 °C volt. A 45% szilíciumból, 8% magnéziumból és 47% vasból álló előötvözetet az üst fenekére helyeztük az öntöttvas beadagolása előtt, és a fémfürdő anyagával azonos szferoidizálatlan lemezzel fedtük le. A felhasznált előötvözet mennyisége 30 kg volt, az öntöttvas 1 tonnájára számítva. A szferoidizálással egyidejűleg az olvadékba 60% krómot tartalmazó ferrokrómot és 75% szilíciumot tartalmazó ferroszilíciumot adagoltunk. A ferrokróm mennyisége 1,5 kg, a ferroszilícium mennyisége 2,5 kg volt. A ferrokróm és a ferroszilícium szemcséinek nagysága 3—5 mm volt. A szferoidizálás és az öntés között mintegy 5 perc telt el. Az öntés kokillákba történt. Az öntött darabok falvastagsága 15-60 mm volt. Az olvasztás és az öntés összesen 3,5 órát vett igénybe. Az előállított öntvény 2,65% karbont, 4,22% szilíciumot, 0,17% mangánt, 0,25% krómot, 0,04% ként, 0,05% foszfort és 0,048% magnéziumot tartalmazott. 2. példa A találmány szerinti gömbgrafitos öntöttvas előállításához az alábbi összetételű adagot állítottuk össze: - kis mangántartalmú nyersvas 974 kg/t karbontartalom 3,9% szilíciumtartalom 1,7% mangántartalom 0,005% krómtartalom 0,01% - ferromangán 2,25 kg/t mangántartalom 80% - ferrokróm 3,5 kg/t krómtartalom 60% - ferroszilícium 20 kg/t szilíciumtartalom 75% Az anyagot indukciós kemencében olvasztottuk. Az olvadék összetétele a következő volt: karbon 2,7-2,9% szilícium 2,4-2,9% mangán 0,1-0,2% króm 0,1-0,2% kén 0,07% foszfor 0,06% A szferoidizálást 1460 C°-on végeztük. Az alkalmazott előötvözet mennyisége 30 kg volt. Az előötvözet 45% szilíciumból, 8% magnéziumból és 47% vasból állt. Szferoidizálás után az olvadékhoz 1,5 kg ferrokrómot (krómtartalom 60%) és 1,5 kg ferroszilíciumot (szilíciumtartalom 75%) adtunk. 2
