Способ изготовления чугунных изделий

 

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к способам изготовления самозатачивающихся лемехов из высокопрочного чугуна. Цель изобретения - повышение надежности лемеха путем снижения коробления и улучшения механических свойств. Способ заключается в предварительном отжиге отливок для получения ферритной структуры и упрочнение кромки лезвия участками путем нагрева электрической дугой с одновременным охлаждением со скоростью 600-700°С/с. Применение способа дает возможность ускорить процесс, повысить твердость и пластичность упрочняемого слоя, а также уменьшить стрелу прогиба лемеха и улучшить качество обработки почвы. 2 ил, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1617013

А1 (д1)5 С 21 D 5/ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4645591/27-02 (22) 03.02.89 (46) 30.12.90. Бюл. Р 48 (71) Саратовский институт механизации сельского хозяйства им: И.И. Калинина (72) С.Б. Елютин, А.А, Аникии, В„А.Карягин, В.Я. Паранин, В,М., Бойков, А.И. чролов, Э,В., Филиппов и В.С,Кащеев (53) 621, 785. 79 (088.,8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1171538, кл . С 21 Ь 5/00, 1983, (54) СПОСОБ ИЗГОТОВ.)Е11ИЯ ЧУГУШ1ЬБ ИЭДЕЛИ11 (57) Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частИзобретение относится к сельскохозяиственному маш ыостроению, в частности к способам изготовления самозатачиваищихся лемехов из высокопрочного чугуна, Цель изобретения — повышение надежности работы лемеха путем снижения коробления и улучшения механических своиств

Способ включает отжиг отливки, после чего кромку лезвия с тыльной стороны лемеха подвергают упрочнению участками путем нагрева электрической дугой с одновременным охлаждением со скоростью 600-700 С/с.

Таким образом, неупрочненные участки, имеющие ферритную структуру, не испытывая термического влияния, будут релаксаторами возникающих внутренних напряжений и, следовательно, снизят

2 ности к способам изготовления самозатачивающихся лемехов из высокопрочного чугуна., Цель изобретения - повышение надежности лемеха путем снижения коробления и улучшения механических свойств. Способ заключается в предварительном отжиге отливок для получения ферритной структуры и упрочнение кромки лезвия участками путем нагрева электрической дугой с одновременнаfff охлаждением со скоростью

600-700 С/с Применение способа дает возможность ускорить процесс, повысить твердость и пластичность упрочняемого слоя, а также уменьшить стрелу прогиба лемеха и улучшить качество обработки почшл. 2 lfJf 1 табл. коробление режуыей кромки лезвия, а высокая скорость охла><дения позволит получить в зоне упрочненных участков более измельченную квазиэвтектику, легированную Nd, Pr, Nb, Zr, входящими в состав основного металла. Иэмельчепие и более равномерное распределение перлита в цементитной основе уменьшат хрупкость структурного конгломерата и, следовательно, повысят микротвердость.

В начальный период работы лемеха, его неупрочнепные участки Б изнашиваются быстрее упрочненннх участков А и по этой причине лезвие принимает заостренную зубчатую форму.

На фиг. 1 показано расположение участков А упрочнения на тыльной cTQ роне лезвия через интервал Б; на

161701з фиг.2 - лемех с лицевой стороны после некоторого износа.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

В качестве шихтовых материалов для изготовления лемеха используют чушковый чугун с содержанием серы .до 0,02%, модифицированный церийлантановой лигатурой, содержащей в качестве сопутст= 10 вующих компонентов неодим, празеодим, . ниобий, цирконий.

Отливку лемеха производят в кокиль или земляную форму. После отливки лемех, имеюший структуру мелкодисперсного сорбитообразного перлита и феррита как оторочек вокруг графитовых включений шаровидной формы, подвергают отжигу по следующему релингу: нагрев до 750+10 С;. выдержка 6 ч; охлаждение с печью или на воздухе, причем после отжига материал лемеха имеет твердость НВ 140-160 ед. и ударную вязкость 2,8-3,0 кгм/см .

Упрочнение участков А ведут обрат- 25 ноступенчатым способом путем кагрева электрической дугой (сила тока 180300А) при помощи неплавящегося угольного электрода (диаметр 8- l0 мм),.

ЗО

В процессе упрочнения (от начала и до его конца) неупрочняемая (лицевая) сторона лемеха должна контактировать с поверхностью охлаждающей жидкости, циркулирующей в .замкнутом цикле и обеспечивающей скорссть .охлаждения 600-700 С/с,, например

О

10%-ным водньп раствором поваренной соли (ЛаСЦ .

8Q

В результате растворения в ферритной основе углерода и высокой скорости охлаждения происходит равномерный отбел упрочнеккых участкоь на глубину

1 ма с образованием мелкодисперского 45 ледебурита (квазиэвтектика). Иикротвердость отбеленного слоя И. ЬСО = l030 ед. Глубина отбеленного слоя

r варьирует в широких пределах (от О,z до 6 мм) и зависит от силы тока и ско 50 рости перемещения электрода относительно поверхности лезвия.

Такой способ исключает проплавлекие основного металла и сквозной отбел, что дает возможность получить твер-дый слой постоянной толщины на весьма тонком сечении лемеха (до 3 мм}.

Результаты испытаний лемехов, отлитых известным и предлагаемым способами, представлены в таблице.

Как видно нз данных таблицы, оптимальными значениями скорости охлаждения для достижения поставленной цели является 600-700цС(с.

Скорость охлаждения регулируется погонной энергией дуги, которая зависит от силы тока и напряжения, граничные значения которых сведены в таблицуо

Дальнейшее увеличение скорости охлаждения (вьппе 700 С/с) приводит к снижению микротвердости упрочненкых участков, так как не происходит легирование квазиэвтектики. Скорость охлаждения менее 600 С/с не дает возможо ности повысить микротвердость структуры упрочняемого слоя.

Предлагаемое изобретение дает воэможность повысить микротвердость в

1,2 раза, а внутреннее напряжение лемеха уменьшить в 7-8 раз. Одновременно дает возможность ускорить процесс упрочкения н 2,5-3 раза (так как упрочнекие сплошным слоем идет 4

5 мин, а участками — 1,5-2 мик); снизить энергоемкость процесса вспашки и повысить качество обработки почвы (за счет зубчатой формы кромки лезвия, приобретаемой в процессе эксплуатации); поднять сменную производительíD(:,, пз-..стко:o агрегата ка 17% и снизить удельный расход топлива на гектар пахоты до 7%„

Формула изобретения

Способ изготовления чугунных изделий, преимущественно лемехов, включающий отливку заготовки, отжиг для получения джерри-.êoé структуры, на— грев поверхности тыльной стороны лезвия .з.,;е-;.- --;е=;,ой дугой и охлаждение., о т л и ч à ю ш и и с я тем, что, с целью повьппекия надежности работы лемеха путем снижения коробления и улучшения мехакнческих свойств нагрев ведут локальными у -ас" .êàìè, а охла:бдение — cn скоростью

600-700 (;/с.

1617013

Скорост охлаж,дения, С/с

Напряже- Сила ние (V), тока в (х),А

Пластич- Иикроность твер(II), Z дость (н, ) Стрела прогиба (f) Известный способ

180 1,04 640

200 1,12 780

Предлагаемый способ

290 1,21 800

270 1,43 970

Запредельное значение

230 1,9 760

500

4,6

3,8

650 оэ2

0,49

800

0,96

Составитель Т. Бердышевская

Редактор И. Петрова Техред Л.Серд окова Корректор A. Осауленко

Заказ 4099 Тираж 502 Подписное

НИЖПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагар

tt и

Гага ина 101