171848. lajstromszámú szabadalom • Eljárás nagy kopásállóságú vasötvözetek gyártására
3 171848 4 gyártására, amelynek során az előnyösen 1,5— 3,25 súly% karbont, 0,1—1,0 súly% mangánt, 0,1—1,0 súly°/0 szilíciumot, 17—28 súly% krómot, 0,01—4,0 súly% molibdént, 0,01—12,0 súly% wolframot, 0,01—6,0 súly% nikkelt, 0,01—5,0 súly% vanádiumot tartalmazó vasötvözetet megolvasztjuk, metallurgiailag kezeljük, 600—900 °C közötti hőmérsékletre előmelegített, keramikus, célszerűen elektrokorundot tartalmazó öntőformába öntjük, a dermedési hőfokközön át 25—225 °/perc sebességgel, utána szabadon szobahőmérsékletig hűtjük, az öntőformából kivesszük. Ezután az öntvényt újból felmelegítjük, s legfeljebb 1050 °C hőmérsékletről levegőn hűtjük. Ezután vagy ezen felmelegítést és levegőn hűtést kiegészítve, vagy azt helyettesítve egy legfeljebb 750 °C hőmérsékletű megeresztést alkalmazunk. Esetenként elegendő lehet, ha az öntvény újbóli felmelegítéséről közvetlenül a nagy hőmérsékletű igénybevétel révén gondoskodunk; a szükséges szerkezeti változások ugyanis adott esetekben így is végbemehetnek. A találmány szerinti eljárást konkrét példák révén ismertetjük közelebbről. Első példaként a drótsori eresztékeket említjük, vagyis azokat az alkatrészeket, amelyek az 1200—1300 °C hőmérsékletű, a felületen ezenkívül még a koptatás szempontjából különösen kedvezőtlen revét is hordozó szálat a hengermű üregeibe vezetik. A szál az eresztékben lényegében csúszik, mégpedig akár 50—100 m/sec sebességgel. Ezt az igénybevételt egyébként jóminőségű szerszámanyagok is csak néhány óra hoszszat bírják. Ezután ki kell őket cserélni, ami termeléskiesést, de sokszor selejtessé váló terméket is eredményez. A találmányunk szerint egy jellemző esetben 2,1 súly% karbont, 0,6 súly% mangánt, 0,6 súly% szilíciumot, 22,4 súly% krómot, 0,2 súly% molibdént, 1,1 súly% wolframot, 2,3 súly% nikkelt, 0,06% vanádiumot tartalmazó adagot indukciós kemencében olvasztottunk meg. Szemcsefinomítás és dezoxidálás céljából kalciumszilíciumcirkon és mangánalumíniumtitán komplex segédötvözettel metallurgiailag kezeltük az olvadékot. Elektrokorundot tartalmazó keramikus öntőformát készítettünk, s ezt 680 °C-ra melegítettük. Az olvadékot ebbe az előmelegített öntőformába öntöttük, s ellenőrző méréseink szerint 900 "C-ig 85—95 %erc sebességű hűtést biztosítottunk. Ezután az anyag a formában szabadon hűlt tovább, lényegesen lassabban. Az öntést követő 50 perc múlva az anyagot (öntvényt) a formából kivettük és megtisztítottuk. Az ekkor még jelentős maradék austenittar'talmú öntvényt 1020 °C-ra melegítettük, s levegőn hűtöttük, ami által szövete martensit-karbidossá lett. Az így hőkezelt öntvényeket a szükséges mértékben megmunkáltuk, s beépítettük egyik nagyüzemünk dróthengerművébe. Az ereszték 10 napon át bírta az igénybevételt, anélkül, hogy eltört volna, az általa vezetett szál csak kismértékű kopást okozott. Ez tette lehetővé, hogy az eresztéket méretre köszörülés után újból be lehetett építeni. — A különlegesen nagy élettartam okát keresve megállapítottuk, hogy a nagy sebességgel a felületen csúszó, nagy hőmérsékletű szál mellett az ereszték anyagában levő karbidok a felületen elmozdultak, elhajoltak, a lá-5 gyabb szövetelemek közülük elfogytak, s így a szál csak egy szinte kizárólagosan kedvező helyzetű karbidlemezekből álló párnával érintkezett. Hangsúlyozzuk, hogy a karbidoknak ez az üzemi igénybevételkor kialakuló dúsulása csakis a ta-10 lálmányunk szerinti eljárás alkalmazása esetében tapasztalható. Másik példaként egy őrlőberendezés törőgolyóinak esetét mutatjuk be. Kísérletünk során 2,5 súly% karbont, 0,72 súly% mangánt, 0,4 15 súly% szilíciumot, 26,2 súly% krómot, 0,6 súiyo/o molibdént, 0,2 súly% wolframot, 1,1 súly% nikkelt, 0,02 súly^/o vanádiumot tartalmazó adagot olvasztottunk meg indukciós kemencében. Az adagot ugyancsak komplex segédötvözettel ke-20 zeltük, majd 730 °C hőmérsékletre előmelegített keramikus öntőformába öntöttük. 900 °C körüli hőmérsékletig átlagosan 75—80 °/perc sebességű hűtést biztosítottunk, majd hagytuk a formát szabadon hűlni. A golyókat teljes lehűlés után [25 vettük ki a formából, megtisztítottuk, majd 950 °C-ra melegítettük azokat. Több órás hőntartás után levegőn hűtöttük, majd ugyancsak több órán át 520 °C hőmérsékleten megeresztettük őket. A golyók a szokásosnál lényegesen kopás-30 állóbbnak bizonyultak. A találmány szerinti eljárással más, nagy koptató igénybevételnek kitett alkatrészek is gyárthatók: zagyszivattyúk, alkatrészek, öntvénytisztító szóróberendezések lapátjai stb. 35 összefoglalva megállapítható, hogy a találmány szerinti eljárással olyan nagy kopásállóságú vasötvözeteket lehet gyártani, amelyek közönséges hőmérsékleten jobbak a használatos 4Q anyagoknál. Különleges többlethatás érvényesül azonban a hőmérséklet növelésekor. A legdrasztikusabb, akár 1000 °C hőmérsékletet meghaladó hőmérsékletű koptatás hatására ugyanis a találmány szerint gyártott alkatrészek felülete nem 45 lágyul meg, a felületen levő karbidok nem peregnek ki, hanem a felület az igénybevétel irányába beforduló, különleges csúszópályát, karbidpárnát alkotó karbidok révén rendkívül kopásállóvá válik. Az alapanyag eközben nem ve-50 szíti el a szívósságát, a felületi karbidpárna azonban az igénybevétel közben állandóan megújul. A találmány jelentősége nemcsak az élettartam növekedésében rejlő megtakarításokban mutatkozik meg, hanem főként a kohászati és más gyártósorok ciklusidejének, a szerszámkiesés miatti üzemzavarok, üzemi leállások kedvezőbbé tételében is. „ Szabadalmi igénypont Eljárás magas hőmérsékleten is nagy kopásállóságú vasötvözetek, különösen 1,5—3,25 súly% karbontartalmú, 0,1—1,0 súly% mangántartal-65 mú, 0,1—1,0 súly% szilíciumtartalmú, 17—28 2
