RU2039117C1 - Cast iron for cutting disks - Google Patents
Cast iron for cutting disks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2039117C1 RU2039117C1 RU92007806A RU92007806A RU2039117C1 RU 2039117 C1 RU2039117 C1 RU 2039117C1 RU 92007806 A RU92007806 A RU 92007806A RU 92007806 A RU92007806 A RU 92007806A RU 2039117 C1 RU2039117 C1 RU 2039117C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- cast iron
- magnesium
- iron
- cutting discs
- silicon
- Prior art date
Links
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 69
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 title description 29
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 26
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 25
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 10
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N Molybdenum Chemical compound [Mo] ZOKXTWBITQBERF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011733 molybdenum Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims abstract description 8
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 7
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011651 chromium Substances 0.000 claims description 5
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical group [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 30
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 25
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 18
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 12
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 10
- 239000007844 bleaching agent Substances 0.000 description 5
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 5
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 5
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 4
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 3
- 229910001562 pearlite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- 229910000616 Ferromanganese Inorganic materials 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005275 alloying Methods 0.000 description 2
- DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N iron manganese Chemical compound [Mn].[Fe] DALUDRGQOYMVLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001021 Ferroalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000604 Ferrochrome Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001309 Ferromolybdenum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OWXLRKWPEIAGAT-UHFFFAOYSA-N [Mg].[Cu] Chemical compound [Mg].[Cu] OWXLRKWPEIAGAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- FVTCRASFADXXNN-SCRDCRAPSA-N flavin mononucleotide Chemical compound OP(=O)(O)OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](O)CN1C=2C=C(C)C(C)=CC=2N=C2C1=NC(=O)NC2=O FVTCRASFADXXNN-SCRDCRAPSA-N 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 235000000396 iron Nutrition 0.000 description 1
- XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N iron silicon Chemical compound [Si].[Fe] XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Polishing Bodies And Polishing Tools (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии и касается химического состава чугуна для ограночных дисков. The invention relates to metallurgy and relates to the chemical composition of cast iron for cutting discs.
Наиболее успешно указанный чугун может быть использован в алмазообрабатывающей промышленности для изготовления ограночных дисков, применяемых при обработке изделий из природного алмаза. The most successfully specified cast iron can be used in the diamond industry for the manufacture of cutting discs used in the processing of products from natural diamond.
Для шлифовки и полировки изделий из природного алмаза применяют специальные станки, в которых рабочим инструментом является литой ограночный диск из чугуна, шаржированный алмазным порошком, т.е. внедренным в рабочую поверхность диска специальным способом, например равномерным напылением алмазного порошка на рабочую поверхность диска и его приработки укаткой. For grinding and polishing products from natural diamond, special machines are used in which the casting disc made of cast iron, charmed with diamond powder, i.e. embedded in the working surface of the disk in a special way, for example, by uniformly spraying diamond powder on the working surface of the disk and its running-in by rolling.
Чугун для ограночных дисков должен обладать достаточной прочностью, чтобы выдерживать возникающие при обработке алмазов механические нагрузки, умеренной твердостью, вязкостью, пластичностью, хорошей шаржируемостью алмазным порошком, способностью надежного удержания алмазного порошка в поверхностном рабочем слое ограночного диска за счет механического закрепления и адгезии, высокой износостойкостью. Эти свойства в совокупности должны обеспечивать повышенную абразивную способность и стойкость шаржированного ограночного диска как инструмента обработки алмазов. Cast iron for cutting discs must be strong enough to withstand mechanical stresses during processing of diamonds, moderate hardness, toughness, ductility, good cartoonability with diamond powder, the ability to reliably hold diamond powder in the surface working layer of the cutting disc due to mechanical fixing and adhesion, high wear resistance . Together, these properties should provide increased abrasive ability and durability of the sharpened cutting disc as a tool for processing diamonds.
Известно, что для обработки алмазов в отрасли применяются литые ограночные диски, изготовленные из специального чугуна. Химический состав чугуна для ограночных дисков следующий, мас. Углерод 2,8-3,2 Кремний 2,2-2,8 Марганец 0,5-0,8 Фосфор 0,5-0,8 Сера До 0,1 Хром До 0,5 Никель До 0,3 Медь 0,6-1,0 Олово До 0,1 Титан До 0,2% Железо Остальное Примесь Сера
Известно также, что согласно техническим требованием чугун для ограночных дисков должен иметь определенную форму графитных включений, а именно форма графита пластинчатая прямолинейная, пластинчатая завихренная и гнездообразная. Распределение графита должно быть равномерное, в виде колоний и розеточное. Известно, что форма графита оказывает существенное влияние на физико-механические и эксплуатационные свойства ограночных дисков, в частности на способность чугуна к шаржируемости алмазным порошком, абразивную стойкость, скорость шлифования алмазов и т.д.It is known that cast diamonds made of special cast iron are used in the industry to process diamonds. The chemical composition of cast iron for cutting discs is as follows, wt. Carbon 2.8-3.2 Silicon 2.2-2.8 Manganese 0.5-0.8 Phosphorus 0.5-0.8 Sulfur Up to 0.1 Chrome Up to 0.5 Nickel Up to 0.3 Copper 0, 6-1.0 Tin Up to 0.1 Titanium Up to 0.2% Iron Remaining Admixture Sulfur
It is also known that, according to the technical requirement, cast iron for cutting discs must have a certain shape of graphite inclusions, namely, the graphite form is rectilinear, straight, lamellar and nested. The distribution of graphite should be uniform, in the form of colonies and rosette. It is known that the shape of graphite has a significant effect on the physicomechanical and operational properties of cutting discs, in particular, the ability of cast iron to be charitable with diamond powder, abrasion resistance, diamond grinding speed, etc.
Чугун для ограночных дисков согласно действующему ТУ 25-0207 2179-86 обладает существенными недостатками: пониженные прочностные, ударные и пластические свойства, часто неудовлетворительная форма графитовых включений (пластинчатая, удлиненная) и неравномерное (розеточное) расположение их в структуре, пониженная шаржируемость алмазным порошком и износостойкость самой металлической матрицы дисков. В результате этого эксплуатационные свойства интенсивность (скорость) шлифования алмазных изделий, абразивная стойкость и срок службы ограночных дисков являются недостаточными. Cast iron for cutting discs, according to the current TU 25-0207 2179-86, has significant disadvantages: reduced strength, impact and plastic properties, often unsatisfactory shape of graphite inclusions (lamellar, elongated) and their uneven (rosette) arrangement in the structure, reduced sharpenability with diamond powder and wear resistance of the metal disk matrix itself. As a result of this, the operational properties of the intensity (speed) of grinding diamond products, abrasion resistance and the service life of cutting discs are insufficient.
Наиболее близким к заявляемому по составу и технической сущности является чугун химического состава, мас. Углерод 2,8-3,2 Кремний 1,8-2,4 Марганец 0,3-0,5 Сера 0,04-0,08 Фосфор 0,05-0,20 Хром 0,2-0,4 Титан 0,05-0,10 Медь 0,6-1,2 Молибден 0,3-0,6 РЗМ 0,01-0,06 Цирконий 0,04-0,20 Железо Остальное
Дополнительное введение совместно РЗМ и циркония в заявленном соотношении повышает абразивную способность и стойкость ограночных дисков. Этот чугун имеет удовлетворительную прочность, износостойкость, твердость и ударную вязкость, но недостаточную абразивную стойкость дисков, определяемую количеством готовых алмазных изделий, изготовленных за 1 переподготовку диска на полосе рабочей зоны шириной 10-12 мм, скорость шлифования природного алмаза (карат/ч) и средний срок службы ограночных дисков (см. табл.2). Переподготовкой диска называется технологическая операция, включающая снятие на специальном станке отработанного рабочего слоя чугуна с остатком алмазного порошка, утратившего режущие свойства, с последующим нанесением на диск нового слоя алмазного порошка в количестве 2 карата (на каждый диск). К недостаткам такого чугуна следует отнести то, что в прототипе указан верхний предел количества PЗМ, равный 0,06% Необходимо констатировать, что при содержании остаточного PЗМ ≥ 0,04% такой чугун доэвтектического состава (с углеродным эквивалентом Сэ ≅ 4,0), практически начинает затвердевать в отливках с отбелом и чем выше процент РЗМ, тем сильнее отбел. Чугун из низколегированного серого переходит фактически в чугун отбеленный, половинчатый (высокопрочный) с хлопьевидным, компактным и шаровидным графитом. Такой чугун не пригоден для производства ограночных дисков из-за наличия в структуре плохой формы графита и цементита (матрица чугуна должна быть перлитной).Closest to the claimed composition and technical essence is cast iron of chemical composition, wt. Carbon 2.8-3.2 Silicon 1.8-2.4 Manganese 0.3-0.5 Sulfur 0.04-0.08 Phosphorus 0.05-0.20 Chromium 0.2-0.4 Titanium 0 , 05-0.10 Copper 0.6-1.2 Molybdenum 0.3-0.6 REM 0.01-0.06 Zirconium 0.04-0.20 Iron Else
The additional introduction of jointly rare-earth metals and zirconium in the stated ratio increases the abrasive ability and durability of cutting discs. This cast iron has satisfactory strength, wear resistance, hardness and toughness, but insufficient abrasion resistance of the disks, determined by the number of finished diamond products made for 1 retraining of the disk on a strip of the working zone with a width of 10-12 mm, the grinding speed of natural diamond (carat / h) and average life of cutting discs (see table 2). Retraining a disk is called a technological operation, which involves removing a spent working layer of cast iron on a special machine with the remainder of the diamond powder that has lost its cutting properties, followed by applying a new layer of diamond powder in the amount of 2 carats (per disk) to the disk. The disadvantages of this cast iron include the fact that the prototype indicates an upper limit of the amount of PZM equal to 0.06%. It must be noted that if the content of residual PZM ≥ 0.04% is such a pre-eutectic cast iron (with a carbon equivalent of C e ≅ 4.0) practically begins to harden in castings with bleach and the higher the percentage of rare-earth metals, the stronger it bleached. Cast iron from low-alloy gray is actually converted to cast iron bleached, half (high strength) with flocculent, compact and spherical graphite. Such cast iron is not suitable for the production of cutting discs due to the presence in the structure of a poor form of graphite and cementite (the matrix of cast iron should be pearlite).
Задачей изобретения является получения чугуна для ограночных дисков с улучшенным распределением, размером и формой графитных включений, повышенной абразивной стойкостью и скоростью шлифования алмазов, увеличенным сроком службы дисков. The objective of the invention is to obtain cast iron for cutting discs with improved distribution, size and shape of graphite inclusions, increased abrasion resistance and diamond grinding speed, increased disk service life.
Поставленная задача решается тем, что в чугун для ограночных дисков, содержащих углерод, кремний, марганец, фосфор, хром, медь, молибден, титан, редкоземельные металлы, железо дополнительно введен магний в количестве 0,005-0,015 мас. при следующем соотношении компонентов, мас. Углерод 2,7-3,3 Кремний 1,7-2,2 Марганец 0,25-0,7 Фосфор 0,1-0,2 Хром 0,1-0,3 Медь 0,6-0,8 Молибден 0,2-0,4 Титан 0,02-0,05 РЗМ 0,01-0,02 Магний 0,005-0,015 Железо Oстальное Примесь Сера
Дополнительное введение магния в состав чугуна позволяет улучшить форму и распределение графитных включений, повысить абразивную стойкость ограночных дисков, скорость и качество шлифования и полировки природных алмазов, увеличить их долговечность.The problem is solved in that cast iron for cutting discs containing carbon, silicon, manganese, phosphorus, chromium, copper, molybdenum, titanium, rare earth metals, iron is additionally introduced magnesium in an amount of 0.005-0.015 wt. in the following ratio of components, wt. Carbon 2.7-3.3 Silicon 1.7-2.2 Manganese 0.25-0.7 Phosphorus 0.1-0.2 Chromium 0.1-0.3 Copper 0.6-0.8 Molybdenum 0 , 2-0.4 Titanium 0.02-0.05 REM 0.01-0.02 Magnesium 0.005-0.015 Iron Other Admixture Sulfur
An additional introduction of magnesium into cast iron makes it possible to improve the shape and distribution of graphite inclusions, increase the abrasive resistance of cutting discs, the speed and quality of grinding and polishing of natural diamonds, and increase their durability.
Чугун для ограночных дисков содержит дополнительный элемент магний, который совместно с РЗМ является основным сфероидизирующим элементом графита в чугуне, причем более эффективно влияет магний. Совместное модифицированное магнием и РЗМ в указанных пределах положительно влияет на образование в чугуне оптимальной формы графита, а именно мелкой извилистой, укороченной червеобразной и компактной (вермикулярной) с равномерным распределением его в поле шлифа. Дополнительное введение магния в небольших количествах (остаточное содержание 0,005-0,015 мас. ) совместно с РЗМ в количестве 0,01-0,2 мас. снижает также склонность чугуна к образованию в структуре первичных карбидов (цементита) и благотворно влияет на размер графитных включений. Cast iron for cutting discs contains an additional element of magnesium, which, together with rare-earth metals, is the main spheroidizing element of graphite in cast iron, and magnesium is more effective. The joint modified by magnesium and rare-earth metals within the indicated limits positively affects the formation of the optimal form of graphite in cast iron, namely, small, tortuous, shortened worm-shaped and compact (vermicular) with its uniform distribution in the thin section field. The additional introduction of magnesium in small quantities (residual content of 0.005-0.015 wt.) Together with REM in an amount of 0.01-0.2 wt. also reduces the tendency of cast iron to form primary carbides (cementite) in the structure and has a beneficial effect on the size of graphite inclusions.
В табл.1 приведены химические составы заявляемого чугуна для ограночных дисков в указанных пределах и за пределами (варианты выполнения 1-8), аналога (вариант 9, ТУ 25-0207. 2179-86) и прототипа (вариант 10, авт.св. СССР N 1488345). Table 1 shows the chemical compositions of the inventive cast iron for cutting discs within the specified limits and beyond (options 1-8), analogue (
При уменьшении остаточного содержания магния в чугуне ниже 0,005% эффект модифицирования чугуна ослабевает. На форму графита в таком случае основное влияние оказывает только РЗМ, но при содержании в чугуне последнего (0,01-0,015% ) его недостаточно для получения удовлетворительных по форме и распределению включений графита. Суммарное минимальное количество Mg + РЗМ, равное 0,015% обеспечивает, во-первых, более равномерное распределение в поле шлифа мелких, червеобразных и компактных включений, что приводит к улучшению "чувствительности" чугуна при шаржировании алмазным порошком, повышению режущих свойств диска, абразивной стойкости дисков и т.д. Во-вторых, нижний граничный предел совместно Mg + РЗМ понижает склонность чугуна к отбелу (появлению цементита в отливках) при нижнем пределе содержания углерода, равном 2,7 и 1,7% кремния. With a decrease in the residual magnesium content in cast iron below 0.005%, the effect of modifying cast iron weakens. In this case, the form of graphite is mainly affected only by rare-earth metals, but when the latter is contained in cast iron (0.01-0.015%), it is insufficient to obtain graphite inclusions that are satisfactory in shape and distribution. The total minimum amount of Mg + REM equal to 0.015% ensures, firstly, a more uniform distribution of fine, worm-shaped and compact inclusions in the field of the thin section, which leads to an improvement in the "sensitivity" of cast iron when sharpening with diamond powder, an increase in the cutting properties of the disk, and the abrasion resistance of the disks etc. Secondly, the lower boundary limit together with Mg + REM reduces the tendency of cast iron to bleach (the appearance of cementite in castings) with a lower limit of carbon content equal to 2.7 and 1.7% silicon.
Верхний предел остаточного магния 0,015% в сочетании с 0,010-0,02% остаточного РЗМ (суммарное содержание элементов составляет 0,025-0,35%) обеспечивает получение в чугуне оптимальной извилистой червеобразной, компактной и вермикулярной формы графита при преимущественно перлитной структуре, что дает в сочетании высокие прочностные и ударные свойства чугуна, высокую скорость шлифования алмаза и абразивную стойкость и повышает срок годности ограночных дисков (см. табл.1, 2, чугун N 2). При увеличении содержания магния в чугуне выше 0,015% (в сочетании с содержанием РЗМ 0,02%) в структуре чугуна могут появляться цементитные включения (отбел), что недопустимо для ограночных дисков, чугун начинает кристаллизоваться по метастабильной системе с образованием вермикулярного и шаровидного (нежелательного) графита, который снижает теплопроводность, шаржируемость чугуна. The upper limit of residual magnesium of 0.015% in combination with 0.010-0.02% of residual rare-earth metals (the total content of elements is 0.025-0.35%) ensures that the cast iron has an optimal tortuous worm-shaped, compact and vermicular form of graphite with a predominantly pearlite structure, which gives combination of high strength and impact properties of cast iron, high diamond grinding speed and abrasion resistance and increases the shelf life of cutting discs (see table 1, 2, cast iron N 2). With an increase in the magnesium content in cast iron above 0.015% (in combination with the REM content of 0.02%), cementite inclusions (bleached) may appear in the cast iron structure, which is unacceptable for cutting discs, cast iron begins to crystallize in a metastable system with the formation of vermicular and spherical (undesirable ) graphite, which reduces the thermal conductivity, the sharpenability of cast iron.
При уменьшении остаточного содержания РЗМ в чугуне ниже 0,01% повышается склонность чугуна к ферритизации, ухудшению формы графита, снижению абразивной стойкости, скорости шлифования вследствие недостаточного механического закрепления (адгезии) алмазного порошка в рабочем слое диска. При увеличении содержания РЗМ в чугуне более 0,02% (совместно с остаточным магнием до 0,015% ) возрастает склонность чугуна к отбелу, что недопустимо для дисков, повышению в нем количества графита шаровидной формы, что снижает теплопроводность материала дисков и ухудшает их эксплуатационные свойства. With a decrease in the residual content of rare-earth metals in cast iron below 0.01%, the tendency of cast iron to ferritize, deteriorate the shape of graphite, reduce abrasion resistance, and grinding speed due to insufficient mechanical fixing (adhesion) of diamond powder in the working layer of the disk. With an increase in the REM content in cast iron over 0.02% (together with residual magnesium up to 0.015%), the tendency of cast iron to bleach increases, which is unacceptable for disks, increasing the amount of spherical graphite in it, which reduces the thermal conductivity of the material of the disks and worsens their operational properties.
Наличие в заявляемом чугуне легирующих элементов в указанных пределах, таких как медь, молибден, хром, марганец, стабильно обеспечивает получение мелкозернистого перлита в металлической структуре (содержание феррита не более 5-10%). The presence in the inventive cast iron of alloying elements within the specified limits, such as copper, molybdenum, chromium, manganese, stably ensures the production of fine-grained perlite in the metal structure (ferrite content of not more than 5-10%).
Механические и эксплуатационные свойства заявляемого (NN 1-8) и известных (NN 9 и 10) чугунов представлены в табл.2, где даны значения свойств в зависимости от различных вариантов составов чугуна, в частности в заявляемых пределах процентного содержания магния (NN 1-4) и за пределами этих значений (NN 5-8). The mechanical and operational properties of the claimed (NN 1-8) and known (
Как следует из приведенных данных, лучшими характеристиками (прочностными и ударными свойствами, высокой интенсивностью шлифования алмазов, абразивной стойкостью, износостойкостью, сроком службы ограночных дисков) обладает состав чугуна N 2. Высокими прочностными и ударными свойствами, износостойкостью обладает также состав чугуна N 6 (процент Mg выше верхнего предела), однако абразивная стойкость и скорость шлифования, а следовательно шаржируемость этого чугуна по сравнению с составами чугунов NN 1-4 значительно ниже. As follows from the above data, the composition of
В результате дополнительного введения магния заявляемый чугун (см. табл. 2, составы чугунов NN 1-4) обладает следующими механическими и эксплуатационными свойствами: временное сопротивление при растяжении σb 310-380 МПа; твердость 201-229 ед. НВ; ударная вязкость КС 18 25 Дж/см2; скорость шлифования алмазов 0,42-0,45 карат/ч; износ трещины рабочей зоны дисков за 1 переподготовку 14-16 мкм, абразивная стойкость дисков 146-160 шт. изделий; средний срок службы ограночных дисков (из расчета 1-й рабочей полосы 10-12 мм до полного износа на глубину 8 мм) 500-571 переподготовок. Испытания дисков из чугуна NN 1-4 на заводе показали оптимальное сочетание его свойств при эксплуатации.As a result of the additional introduction of magnesium, the inventive cast iron (see table. 2, compositions of cast iron NN 1-4) has the following mechanical and operational properties: temporary tensile strength σ b 310-380 MPa; hardness 201-229 units. HB;
Чугун для ограночных дисков заявляемого состава получают следующим образом. В индукционную печь (или дуговую) загружают шихту, состоящую из чушковых литейных или передельных чугунов, стального лома и собственно возврата (бракованных отливок, литников) с последующей добавкой необходимых легирующих присадок и ферросплавов, и выплавляют базовый чугун. Cast iron for cutting discs of the claimed composition is obtained as follows. In the induction furnace (or arc) load the mixture, consisting of ingot foundry or pig iron, steel scrap and actually return (defective castings, gates) with the subsequent addition of the necessary alloying additives and ferroalloys, and base cast iron is smelted.
Медь в виде медно-фосфористого сплава или отходов (лома), феррофосфор доменной марки ФФ14-ФФ18, ферромолибден марки ФМО50-ФМО60 загружают в печь совместно с шихтой или в жидкий чугун после расплавления шихты. Угаром меди, фосфора и молибдена при любой футеровке плавильной печи (кислой или основной) можно пренебречь, т.е. усвоение их в чугуне при расчете присадок принимать практически за 95-98%
Подшихтовку чугуна по марганцу или кремнию производят соответственно "зеркальным" чугуном, ферромарганцем марок ФМН и ферросилицием марки ФС20-ФС90. "Зеркальный" чугун загружают в шихту, ферромарганец в кислую или основную печь перед выпуском, так как окисление марганца составляет до 10-30% при вводе его в начале плавки. Ввод кремния марок ФС20, ФС25 и ФС45 в шихту, кремния в виде ФС75 в любое время плавки (при кислой футеровке окисление кремния отсутствует, при основной перед выпуском жидкого чугуна, так как угар кремния до 10-15%).Copper in the form of a copper-phosphorous alloy or waste (scrap), domain-name ferrophosphorus grade FF14-FF18, ferromolybdenum grade FMO50-FMO60 are loaded into the furnace together with the charge or in molten iron after the charge is melted. The fumes of copper, phosphorus and molybdenum during any lining of the melting furnace (acidic or basic) can be neglected, i.e. their assimilation in cast iron when calculating additives should be taken for almost 95-98%
Podshimovka cast iron over manganese or silicon is produced respectively "mirror" cast iron, ferromanganese grade FMN and ferrosilicon grade FS20-FS90. "Mirror" cast iron is loaded into the mixture, ferromanganese in an acidic or basic furnace before release, since the oxidation of manganese is up to 10-30% when introduced at the beginning of smelting. The introduction of silicon grades FS20, FS25 and FS45 into the charge, silicon in the form of FS75 at any time during melting (during acid lining, silicon oxidation is absent, with the main one before the production of molten iron, since the fume of silicon is up to 10-15%).
Феррохром вводят в нагретый до 1450-1480оС чугун с неокисленным (нормальным) шлаком. Практически угар хрома при любой футеровке отсутствует.Ferrochrome is introduced into heated to 1450-1480 ° C with unoxidized iron (normal) slag. Virtually no chrome fumes in any lining.
Ферротитан ФТИ (гранулированный "губчатый" титан) вводят в жидкую ванну перед выпуском чугуна. Для лучшего усвоения титана его погружают в расплав с помощью "колокольчика" или штангой. Ferrotitanium FTI (granular sponge titanium) is introduced into a liquid bath before the release of cast iron. For better assimilation of titanium, it is immersed in the melt using a "bell" or barbell.
Угар титана в электропечи с кислой или основной футеровкой одинаков и составляет 45-50% от вводимой присадки. The loss of titanium in an electric furnace with an acidic or basic lining is the same and amounts to 45-50% of the input additive.
Жидкий чугун выпускают из печи при температуре 1400-1430оС. Модифицируют чугун в литейном ковше совместно редкоземельными элементами в виде сплава МЦ50Ж6, или МЦ40 (расход сплава 0,03% от массы расплава), или ФС30РЗМ30 (0,08-0,12%) и лигатурой на основе железокремния, содержащего магний (расход лигатуры 0,20-0,25%), или механической смесью кремний гранулированный магний (расход 0,20-0,25%) или лигатурой на основе медь магний (расход 0,15-0,20%). Усвоение РЗМ принято 55-65% магния 45-55% что обеспечивает в чугуне стабильно остаточное содержание РЗМ 0,01-0,02% магния 0,005 0,015%
Отливки ограночных дисков получают в сырых песчаных формах. Для определения механических свойств и микроструктуры чугуна заливают клиновидные и цилиндрические пробы свидетели, для определения склонности легированного чугуна к отбелу заливают специальный клин на отбел. Используемый для ограночных дисков чугун преимущественно перлитного класса, доэвтектического состава с углеродным эквивалентом Сэ 3,4-4,0.Liquid cast iron tapped from the furnace at a temperature of 1400-1430 o C. modifies iron in a foundry ladle in conjunction with rare earth elements as alloy MTS50ZH6 or MTS40 (0.03% of the alloy flow from the molten mass), or FS30RZM30 (0.08-0.12 %) and a ligature based on iron-silicon containing magnesium (ligature consumption 0.20-0.25%), or a mechanical mixture of silicon granular magnesium (consumption 0.20-0.25%) or a copper-magnesium ligature (consumption 0, 15-0.20%). The assimilation of rare-earth metals accepted 55-65% magnesium 45-55% which ensures stable residual content of rare-earth metals in the iron 0.01-0.02% magnesium 0.005 0.015%
Castings of cutting discs are obtained in raw sand forms. To determine the mechanical properties and microstructure of cast iron, wedge-shaped and cylindrical samples are poured into the test, to determine the tendency of alloyed cast iron to bleach, a special wedge is poured onto the bleach. Cast iron of predominantly pearlite class, a hypereutectic composition with a carbon equivalent of C e 3.4-4.0, is used for cutting discs.
Как было указано выше, совместно микродифицированное Mg и РЗМ в указанных пределах положительно влияет на распределение, размер и формирование в чугуне извилистых, укороченных и компактных (вермикулярных) включений графита, что резко повышает шаржируемость чугуна синтетическим алмазным порошком марки 7/5, 10/7. As mentioned above, co-microdifferentiated Mg and REM within the specified limits positively affects the distribution, size and formation of sinuous, shortened and compact (vermicular) inclusions of graphite in cast iron, which sharply increases the carbonizability of cast iron with synthetic diamond powder of
Применение ограночных дисков, изготовленных из чугуна заявляемого состава, позволяет повысить абразивную стойкость дисков при эксплуатации, скорость (интенсивность), качество шлифования и полировки алмазных изделий, уменьшить расход дорогостоящего алмазного порошка при шлифовании природного алмаза, а также увеличить их долговечность. The use of cutting discs made of cast iron of the claimed composition allows to increase the abrasion resistance of the disks during operation, speed (intensity), the quality of grinding and polishing of diamond products, reduce the consumption of expensive diamond powder during grinding of natural diamond, and also increase their durability.
Claims (1)
Кремний 1,7 2,2
Марганец 0,25 0,7
Фосфор 0,1 0,2
Хром 0,1 0,3
Медь 0,6 0,8
Молибден 0,2 0,4
Титан 0,02 0,05
РЗМ 0,01 0,02
Магний 0,005 0,015
Железо ОстальноеCarbon 2.7 3.3
Silicon 1.7 2.2
Manganese 0.25 0.7
Phosphorus 0.1 0.2
Chrome 0.1 0.3
Copper 0.6 0.8
Molybdenum 0.2 0.4
Titanium 0.02 0.05
REM 0.01 0.02
Magnesium 0.005 0.015
Iron Else
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92007806A RU2039117C1 (en) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Cast iron for cutting disks |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU92007806A RU2039117C1 (en) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Cast iron for cutting disks |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2039117C1 true RU2039117C1 (en) | 1995-07-09 |
| RU92007806A RU92007806A (en) | 1997-02-20 |
Family
ID=20132489
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU92007806A RU2039117C1 (en) | 1992-11-24 | 1992-11-24 | Cast iron for cutting disks |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2039117C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003095692A1 (en) * | 2002-05-13 | 2003-11-20 | Scania Cb Ab (Publ) | Gray cast iron alloy and cast internal combustion engine component |
-
1992
- 1992-11-24 RU RU92007806A patent/RU2039117C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Авторское свидетельство СССР N 1488345, кл. C 22C 37/06, 1989. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003095692A1 (en) * | 2002-05-13 | 2003-11-20 | Scania Cb Ab (Publ) | Gray cast iron alloy and cast internal combustion engine component |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9187793B2 (en) | Process for making low and specified hardenability structural steel | |
| WO2006068487A1 (en) | Modifying agents for cast iron | |
| JP4924422B2 (en) | Low carbon sulfur free cutting steel | |
| SU1691419A1 (en) | Cast iron | |
| RU2120491C1 (en) | Wear-resistant alloy | |
| RU2039117C1 (en) | Cast iron for cutting disks | |
| JP4527304B2 (en) | High strength high toughness spheroidal graphite cast iron | |
| US4373967A (en) | Process for making resulfurized machinable steel | |
| JPH11245057A (en) | Thermite weld metal for bainite steel rail or its thermite | |
| RU2037551C1 (en) | Pig iron | |
| JPH11245058A (en) | Thermite weld metal for bainite steel rail or its thermite | |
| JPS62274052A (en) | Case hardening steel for bearings | |
| SU1752819A1 (en) | Antifriction cast iron | |
| RU2123920C1 (en) | Mixture for induction welding deposition of wear-resistant material | |
| RU2019569C1 (en) | Process for manufacturing castings of white iron | |
| JP6518314B2 (en) | Composite roll for rolling | |
| US4532978A (en) | Roll for transferring hot metal pieces | |
| RU2026404C1 (en) | Master alloy for deoxidation and modifying of rail steel | |
| SU1687640A1 (en) | Cast iron | |
| US4259111A (en) | Alloy for welding rods and the like | |
| RU2123921C1 (en) | Mixture for welding deposition | |
| US3920451A (en) | Well workable, abrasion resistant nodular cast iron and a method of its production | |
| CA1168479A (en) | Alloy for welding rods and the like | |
| SU1583460A1 (en) | Cast iron | |
| SU1585368A1 (en) | Alloying composition for steel |