Способ термической обработкичугунной дроби

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 150679 (21) 2780901/22-02

<»85069?

=©

С (51)М. Кл.з с присоединением заявки ¹â€”

С 21 D 5/04

Государственный комитет

СССР

А0 делам изобретений н открытий (23) ПриоритетОпубликовано 300781. Бюллетень Й9 28

Дата опубликования описания 300781 (53) УДК 621 785. . 79 (088. 8) .(72) Авторы изобретения

Б. A. Кирневский, Т. К. Изюмова, В. И. БичинСкнйу" --- -.

В.И. Чайковский и В.А. Лишатов

Институт проблем литья АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЧУГУННОЙ

ДРОБИ

Изобретение относится к термической обработке иэделий, в частности чугунной дроби, применяющейся в различных отраслях промышленности в качестве абразивного материала при дробеметной очистке.

В зависимости от назначения дробеметной обработки необходима дробь с определенным сочетанием прочностных и пластических характеристик. Требуемый комплекс механических свойств достигается не только оптимальным химическим составом, но и рациональным режимом термической обработки.

Широко применяется для дробеметной очистки чугунная дробь без термической обработки.

Основным недостатком чугунной литой дроби является повышенная хрупкость. Твердость литой дроби составляет 60-62 ед. HRC. Микроструктура дроби представляет собой закаленный доэвтектический илй эвтектический чугун с первичными карбидами.

В процессе эксплуатации дробь раскалывается на части, острые углы которых существенно интенсифицируют износ рабочих органов дробеметных машин, значительная часть дроби превращается в пыль и не используется в процес- ЗО се очистки. В то же время для очистки большинства изделий необходимо и достаточно, чтобы твердость дроби была на уровне 38-45 HRC. Для получения такой твердости используется термическая обработка литой чугунной дроби.

Известен способ термообработки дроби, повышающий сроки службы как дроби, так и быстроизнашивающихся деталей на 25%, заключающийся в том, что дробь в . стальных коробах.емкостью до 2,5 т загружается в печь, нагревается до 750-800о С между коробами, выдерживается . ри этой температуре в течение 3 ч, охлаждается с печью в течение 1 ч, а затем на воздухе. Общая длительность цикла составляет 12-14 ч (1).

Недостатком известного способа является технологическая сложность термообработки значительных объемов дроби, во-первых, и относительно низкая стойкость дроби, во-вторых.

В результате неравномерности прогрева дробомассы структурные изменения в дроби, находящейся в разных условиях, например, в центре и на периферии короба, будут различными. В центральной части микроструктура дро850697

15

55

Формула изобретения

d0

65 би может представить собой мартенсит и цементит или продукты распада .мартенсита, например сорбит, и нерастворившиеся карбиды, а микроструктура дроби периферийных областей феррит или смесь феррита, перлита и графит.

Неоднородность структуры всего объема дроби обусловливает различные ее свойства, как-то: твердость, хрупкость, эксплуатационную стойкость. Так, в центральной части короба дробь остается хрупкой и твердой. В то же время твердость и пластичность дроби периферийных областей, находящейся наиболее продолжительный период под воздействием высокой температуры и превращения в которой (превращение мартенсита, растворение карбидов и выделение графита) протекали наиболее полно, могут снизиться до уровня, недостаточного для получения эффекта очистки.

Цель изобретения — повышение эксплуатационной стойкости дроби.

Поставленная цель достигается ускорением теплопередачи но внутренние области короба и созданием на поверхности дробинок вязкого обеэуглероженного слоя при достаточно твердой и прочной сердцевине.Для этого перед загрузкой дроби в короб н нем устанавливают металлические стержни на высоту засыпаемой дроби, а загрузку дробью производят совместно с селитрой, составляющей 0,1-0,3% от веса дроби.

Количество стержней определяется из расчета один стержень на (0,2 х

«0,2) м дна короба. Использование одного стержня на большей площади неэффективно, на меньшей усложняет технологию. Количество селитры берется иэ расчета 0,1-0,3% от веса обрабатываемой дроби. При меньшем количестве засыпаемой селитры толщина обеэуглероженного (ферритного) слоя на дроби оказывается недостаточной для предотвращения хрупкого разрушения дроби. При большем количестве селитры толщина буферного слоя на дроби значительно увеличивается.

Соответственно ухудшается эффект очистки. Короба закрывают крышкой, которую обмазывают глиной. Нагрев дроби производят до 750-800О С. Выдержка при указанной температуре составляет 1-4 ч в зависимости от емкости тары.

Выдержка составляет 3 ч для коробов емкостью н 2,5-3 т. При достиже-. нии печью температуры разложения селитры (380 и 408О С. соответственно для натриевой и калиевой селитры) она полностью разлагается с выделением кислорода. Поскольку скорость повышения температуры от 300 до

600 С значительно меньше скорости разложения селитры, самовозгорание и взрыв последней исключается. Разложение селитры идет по реакции

2 NaNO 2 ЩНΠ— Од

Выделяющийся кислород взаимодействует с углеродом дроби, в результате чего на,ловерхности дробинок поянляезей обезуглероженный слой, представляющий собой феррит. Толщина обезуглероженного слоя составляет

0,1-0,2 мм. Микроструктура сердцевины дробинок после термообработки представляет собой сорбит и цементит с твердостью HRC = 38-45. Вязкий ферритный слой на поверхности дробинок играет роль буфера при ударе их об очищаемую поверхность и препятствует раскалыванию дроби, что влечет за собой повышение эксплуатационной стойкости дроби.. Стержни обеспечинают равномерный прогрев всей дробомассы и соответственно однородность структуры дроби по всему объему короба.

Предлагаемый способ термической обработки чугунной литой дроби опробован в заводских условиях. В короба емкостью 3 т устанавливают

6 стальных стержней диаметром 20 мм, засыпают 3 т чугунной литой дроби, ранномерно распределив по объему

2,4 кг натриевой селитры с температурой разложения 380 С. Короба закрывают крышками и обмазывают их глиной.

После термообработки срок службы дроби повысился в дна раза: если нетермообработанная дробь выдерживает 5 циклов, то термообработанная

10 циклов. Соответственно в 2 раза сократится годовой расход дроби: с 600 т до 300 т на трех линиях дробеметной очистки. В связи со снижением твердости дроби в результате термообработки вдвое повышается срок службы быстроизнашивающихся деталей дробеметных установок. Если стойкость дробеметных лопаток при использовании нетермообработанной чугунной литой дроби составляет 24 ч, то использование термообработанной дроби повышает era до 48 ч.

Способ термической обработки чугунной дроби, преимущественно для дробеметной очистки, включающий загрузку в короб, нагрев до 750-800 С, выдержку 1-4 ч и охлаждение с печью, отличающийся тем, что, с целью повышения эксплуатационной стойкости, перед загрузкой дроби в короб в нем устанавливают металли850697

Составитель A. Секей

Редактор Е. Лушникова Техред А, Савка Корректор B.Cèíèöêàÿ

Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 6252/34

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная; 4 ческие стержни на высоту засыпаемой дроби, а загрузку дроби производят совместно с селитрой, составляющей

0,1-0,3Ъ от веса дроби.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Литейное производство, 1977, Р 12, с. 29.