Спосіб обробки розплаву

Спосіб обробки розплаву, який включає позапічну обробку розплаву з використанням високовольтних електричних розрядів напругою U=30...60 кВ, енергією в імпульсі W00,5 Гц, який відрізняється тим, що енергію в імпульсі W0 та частоту f визначають з емпіричних залежностей, що забезпечують отримання 28716 тричних розрядів напругою U=(30...60) кВ, енергією імпульсі W00,5 Гц, згідно з винаходом, параметри дії (W0, f) визначають з емпіричних залежностей, які забезпечують отримання потрібних значень HRC(л), d(л) у литому стані та HRC(в), d(в), sв(в) у відпаленому стані: HRC(л)=38,075-0,325W 0+0,225f; d(л)=5,706-0,024W 0-0,479f; HRC(в)=34,125-0,575W 0-0,725f; d(в)=6,456+0,576W 0+0,349f; sв(в)=428,8+34,31W 0-2,8f. Причиною, яка ставить вимогу удосконалення відомого способу обробки розплаву, є велика трудомісткість визначення оптимальних параметрів дії: W 0, f. Звично, це здійснювалося дослідним шляхом і вимагало серії дослідів при різних значеннях W0, f. Після вивчення властивостей відливків, які отримані з металу, що його оброблено при різних комбінаціях значень W 0, f, визначався "оптимальний" (для даного типу лиття) режим дії. Характер удосконалення у загальному вигляді дозволяє суттєво скоротити трудомісткість цієї операції, забезпечує отримання оптимальних параметрів дії W0, f. Внаслідок цього удосконалення досягається ефективна обробка розплаву та гарантовані фізико-механічні властивості у відливках із високовуглецевих сплавів на основі трикомпонентної системи Fe-Cr-C. Результати реалізації способу підтверджено графіками, які наведено на фіг. 1-5; де: фіг. 1 - залежність d(л) від W0, f; фіг. 2 - залежність HRC(л) від W0, f; фіг. 3 - залежність d(в) від W 0, f; фіг. 4 - залежність HRC(в) від W0, f; фіг. 5 - залежність sв(в) від W0, f. Спосіб реалізовано таким чином. Об'єктом обробки була використана сталь Х12, яка застосовується при відливанні деталей насосів для мокрого емульгування. Ця сталь відноситься до високовуглецевих сплавів на основі трикомпонентної системи Fe-Cr-C, а при його твердінні формується карбідна фаза. Саме ця фаза визначає специфічні властивості відливків, які працюють в умовах гідроабразивного зносу, та, в той же час, створює значні труднощі при виробництві та експлуатації. Особливості структуроутвердження таких сплавів дають надзвичайно велику роль у формуванні їх властивостей. До того ж, якщо структуру металічної основи можна регулювати відповідно легуванням або термообробкою, то карбідна фаза, в основному, залишається такою, якою вона сформувалася до моменту твердіння відливка. Переплавлення сертифікатної шихти проводилося в індукційній печі типу ICT-006. Хімічний склад сплаву наведено у таблиці. Таблиця С 2 Склад елементів, % (за масою) Si Mn Cr V 0,1 0,80 10,22 0,10 Mо 0,25 Температуру металу у печі доводили до 1580°C, здійснювали коректировку хімічного складу та рафінування розплаву. Після чого піч відключали, а метал виливали у ковш, де і робилася його позапічна обробка. Перед її початком проводили операцію визначення оптимальних параметрів дії. Вибір режиму дії проводили згідно з емпіричними залежностями. Так, для відливка типу "колесо" насоса для мокрого емульгування пульпи у литому стані необхідно було забезпечити: d(л)=(3...4)%; HRC(л)=37. Такі параметри досягалися при: W 0=1 кДж; f=2 Гц. У термообробленому стані (відпалення при 900°C протягом двох годин) ЕГІО з такими параметрами гарантовано забезпечувала: d(в)=6%; HRC(в)=32; sв(в)=460 МПа. На Фіг. 1-5 наведено також діапазон зміни параметрів дії W0, f що актуально для використання у промислових умовах (слід відзначити, що серійні генератори імпульсних струмів, які використовують для ЕГІО, дозволяють варіювати W0=(1...5) кДж; f=(1…16) Гц). Операція "визначення" параметрів дії, яка наведена вище, займає 1...2 хвилини (тим часом як при визначенні їх дослідним шляхом необхідно було провести 20 плавок). Після цього проводили електрогідроімпульсну обробку розплаву хвилеводом-випромінювачем протягом 2,5 хвилин. Кращий ефект дії (у порівнянні з необробленим металом) досягався саме при цих W0, f та виявлявся у подрібненні середнього розміру матричного зерна на 21% (з 22,1 мкм до 17,5 мкм) та більш рівномірному розподілі зерен по перерізу відливка. Крім того, спосіб більш технологічний у відношенні промислового виробництва, через те що крім оптимальних значень W0, f та гарантованих показників HRC, d у литому стані, дозволяє вибрати режим дії, який забезпечує у відпаленому стані високу пластичність та низьку твердість. Це, в свою чергу, приводить до збільшення ступеня обробки різанням деталей насосів. Крім того, після нормалізації такого відливка за рахунок дисперсійного зміцнення карбідами типу Me23C6 відбувається підвищення (у 4 рази) зносостійкості - одного з основних показників для сплавів даного типу. 2 28716 Фіг. 1 Фіг. 2 Фіг. 3 Фіг. 4 Фіг. 5 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 34 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3