Каменное литье
Изобретение относится к производству каменного литья, используемого для изготовления конструкционных элементов агрегатов, предназначенных для работы в условиях литья алюминиевых сплавов. Цель - повышение стойкости материала в алюминиевых расплавах в результате повышения плотности его структуры при сохранении высоких прочностных показателей. Каменное литье содержит, мас.% : 31,6-37,1 SIO 2 8,9-10,5 AL 2O 3 21,2-24,9 MGO 8,3-9,7 K 2O 7,8-9,1 F 2 8,7-22,2 ZRO 2.Каменное литье имеет равномерную мелкокристаллическую структуру с размерами кристаллов 50-70 мкм, предел прочности при сжатии 92-97 МПа, предел прочности при изгибе 24,3-27,8 МПа, выдерживает 15750 термоциклов работы в алюминиевых расплавах. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19) (И) д ) С 04 В 30/00
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ П.(НТ СССР &- ъмц»
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ вЂ”
К А STGPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 44095!. 7/23 — 33 (22) 12.04.88 (46) 15.07.90. Бюл. № 26 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) А.В.Косинская, А.Г.Малявин, М.К.Малявина, В.Н.Моисеенко, А.С.Лакеев, Н.И»Фомин и В.Н.Булатов (53) 666,199(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
¹ 992446, кл. С 04 В 30/00, 1981.
Проблемы каменного литья. Сборник.
Вып. 3. Киев. Наукова Думка, 1975, с.158-166. (54) КАМЕННОЕ ЛИТЬЕ (57) Изобретение относится к производству каменного литья, используемого для изготовления конструкционных
Изобретение относится к камнелитейному производству и может быть использовано при изготовлении литых изделий, предназначенных для работы в качестве конструкционных элементов агрегатов литья алюминиевых сплавов. .Целью изобретения является повышение стойкости материала в алюминиевых расплавах в результате повышения плотности его структуры при сохранении высоких прочностных показателей.
Изобретение поясняется конкретными составами, приведенными в табл.1.
Составы обладают свойствами, приведенными в табл.2.
Каменное литье получают плавлением в электродуговой печи при 1500-1700 С в течение 40-60 мин шихты, состоящей элементов агрегатов, предназначенных для работы в условиях литья алюминиевых сплав ов . Цель — повышение стойкости материала в алюминиевых расплавах в результате повышения плотности его структуры при сохранении высоклх прочностных показателей, Каменное литье содержит, мас.7: SiO 31,6-37,!
А1 0 3 8, 9-10,5; Ng0 21, 2-24,9; К О
8,3-9,7; Р 7,8-9,1; ЕгО 8,7-22,2.
Каменное литье имеет равномерную мелкокристаллическую структуру с размерами кристаллов 50-70 мкм, предел прочности при сжатии 92-97 MIa пре-дел прочности при изгибе 24,3
-27,8 МПа, выдерживает 15750 термоциклов работы в алюминиевых распла— вах. 2 табл. из смеси осадочных пород и технического сырья. Расплав из печи сливают в разливочный ковш, из которого производят заливку литейных форм при
1430-1450 С. Отливки выдерживают в форме 5-6 мин, а затем помещают в термическую печь, где они находятся при 900-950 С в течение 20-30 мин.
После выдержки производят отжиг-медО ленное охлаждение отливок до 50-60 С.
Введение дополнительного компонента ЕгОт способствует повышению плотности структуры и металлостойкости литья за счет двух факторов: обогащения стеклообразной фазы двуокисью циркония, увеличивающей стою<ость ее к разрушающему воздействию жидкого алюминия, и уплотнения структуры материала в результате заполнения про3 1578108
3},6-37,1
8,9-k 0,5
21,2-24,9
8,3-9,7
7,8-9,1
8,7-22,2
Таблица 1
Содержание компонентов, мас.Е
Состав
КО F<
ZrO 2 А120 > MQO
SiO@
10,5
9,7
9,1
24,9
8,7
3?,1
8,4
8,9
9,7
22,9
16,0.
34,1
7,8
21,2
8,3
8,9
31,6
22,2
Таблица 2
Состав Структура
Размер кристаллов, мкм
Предел прочности
ИстинПредел прочности при изгибе, МПа
Кажущаяся плотКозф. харак. плоти. от-ры, К
К-во те рмоциклов работы в алым. сплаве при
700-750 С ная плотность г/см
IT. зона
t зона прн сжатии, ИПа ность, г/см
1 Равномерно кристал.
50-70
50-60
60-70
2,78 0,04 15750
50-70 95,0
60-50 97,0
60 "70 92, 0
25,0
2,82
27,8
2 То жс
2,83
2,79
0,04
15750
24,3
2,84
2,81
0,03
15750
Прото- Эональтип
15-16
100-500 500-1200 49-56
2,74
2,68
0,06
5250 ная межутков между к рис таллами основ ной фа зы — к алиев ого фторфлог опита — образованиями дополнительной фазы— бадделеита (ZrO<). Одновременная кристаллизация двух фаз из расплава
5 способствует образованию мелкокристаллического, однородного строения отливок. Размер кристаллов фторфлогопита составляет 50-70 мкм, что обеспечивает литью высокие прочностные свойства. Так как коэффициенты термичес:кого расширения обеих кристаллических фаз (6,2.10 6 1/град бадделеита и
6,8 10 1/град — калиевого фторфло-6 гопита) при температуре работы отлио вок 700 С близки, то полученный материал имеет высокую термостойкссть °
Это позволяет использовать его в условиях термоциклического нагружения длительное время. Бадделеит также, как цирконийсодержащая стеклофаза, устойчив к разрушающему действию алюминиевых сплавов.
По сравнению с известным материа- 2 лом ресурс работы изделий в машинах литья алюминиевых сплавов возрастает, в 3 раза. Повышенная плотность струк— туры за счет заполнения промежутков бадделеитом, снижение степени разрушения материала в результате обогащения стеклофазы цирконием способствует увеличению металлостойкости деталей.
Высокая прочность и термостойкость обеспечивают надежность и долговечность при эксплуатации.
Так как цирконийсодержащие композиции не рас тв оряются и не в заимодейе твуют с жидким алюминием, то их использование способствует повышению качества производимого алюминиевого литья. В нем снижается содержание неметаллических включений, исключается загрязнение металла нежелательными элементами. При этом повышается эффективность эксплуатации алюминиевых отлив ок .
Формула изобретения
Каменное литье, содержащее Si02, А1208, МдО, К20, Рг о т л. и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения стойкости материала в алюминиевых расплавах в результате повышения плотности его структуры при сохранении высоких прочностных показателей, оно дополнительно содержит ZrO при следующем соотношении компонентов, мас.7:
SiOz
А 2, Mg0 ко
Р
ЕгОт
