Способ получения алюминиевого чугуна с вермикулярным графитом
Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к модификаторам, используемым в технологии получения отливок из алюминиевого чугуна, в том числе получаемых ускоренной кристаллизацией. Цель - снижение себестоимости чугуна за счет исключения операции термообработки, устранение отбела, повышение механических свойств. Способ включает введение в чугун силикокальция в количестве 0,5% от веса обрабатываемого металла совместно с механической смесью, содержащей MG 25 - 35 мас.% и РЗМ 65 - 75 мас.%, причем данная смесь вводится в количестве 0,13 - 0,17% от веса обрабатываемого металла. 3 табл.
СОКИ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
А1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1(р ф
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ
flPH ГКНТ СССР
i(21) 4398788/02 (22) 30.03.88 (46) 30.07.91. Бюп. Ф 28 (71) Научноисследовательский институт специальных способов литья (72) А.Н.Степанов, И.Д.Суязова, P.È.Ãàëàéêî и А.В.Гурецкий (53) 621.785.79(088.8) (56) Справочник по чугунному литью,/
Под ред. Н.Г.Гиршовича. Л.: Машино строение, 1978, с. 121 122.
Патент Бельгии Р 727521, кл. С 22 С 38/06, 1986. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВОГО
ЧУГУНА С ВЕРМИКУЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ (57) Изобретение относится к метал
Изобретение относится к металлур гии и литейному производству, в част ности к модификаторам, используемым в технологии получения отливок из алюминиевого чугуна с вермикулярным графитом спецспособами литья, а также литьем в песчаные формы без последую .щей термической обработки, и может быть использовано в машиностроитель. ной отрасли народного хозяйства.
Цель изобретения = снижение себе " стоимости чугуна эа счет исключения операции термообработки, устранение отбела, повышение механических свойств.
Способ по изобретению включает введение в чугун силикокальция в количестве 0,5Х от массы обрабатывае мого металла совместно с механичес.
2 лургии и литейному производству, в частности к модификаторам, используемым в технологии получения отли вок из алюминиевого чугуна, в том числе получаемых ускоренной кристаллизацией. Цель = снижение себестои-. мости чугуна за счет исключения операции термообработки, устранение отбела, повышение механических свойств. Способ включает введение в чугун силикокальция в количестве 0,5Х от веса обрабатываемого металла со вместно с механической смесью, содер: жащей Ng 25 - 35 мас.Ж и РЗМ 65
75 мас.X причем данная смесь вводит ая в количестве 0,13 0,177. от веса обрабатываемого металла. 3 табл. кой смесью, содержашей 25 = 35 мас.% магния, 65 75 мас.Х редкоземель= ных металлов, которая вводится в количестве 0,13 - О, !7X от массы обрабатываемого металла.
Указанное количество силикокаль ция добавляют к составу модификатора и совместно вводят в чугун с целью стабилизации вермикулярной формы графита в отливках, получаемых спецспособами литья, без последующей тер мической обработки.
Дополнительно введенный магний в известном модификаторе значительно повышает эффект сфероидизации графи= та, так как магний влияет на процесс сфероидизации значительно в большей степени, чем редкоземельные металлы, А добавки малых количеств (менее
1666544
0,1 ) магния в чугун положительно влияют на уменьшение отбела в отлив*ках.
Нижний предел содержания магния обусловлен началом проявления эффЕк та сфероидизации графита до вермику лярной формы, а верхний предел выбран с учетом завершения сфероидизации графита и с учетом уменьшения про эффекта при вводе модификатора в жйд хий чугун.
Нижний предел содержания редко.земельных металлов обусловлен началом проявления эффекта графитизации и сфероидизации графита в чугуне до вермикулярной формы, а верхний предел обусловлен тем, что он является граничным условием, превышение которого не дает дальнейшего повышения эффекта графитизации.
Силикокальций в ука" àííîì процентном соотношении устраняет отбеливае мость чугуна при спецспособах литья.
Содержание снликокальция менее ука= занного количества не устраняет пол ностью отливаемость чугуна, а содЕр= жание его более этого количества не дает повышения эффекта графитизации.
Алюминиевый чугун для модифици рования предложенным модификатором плавят в индукционной электропечи
ИВ100 в тигле с кислой футеровкой емкостью 120 кг. Вводят модификатор в жидкий чугун с помощью стакана, в ручной ковш емкостью 20 кг. Иодифицирование чугуна проводят при 1420
1480 С. После модифицирования отпи вают из чугуна опытные отливки кли= ньев размером 120х100хЗО мм и цилинд рические пробы с приведенной толщиной стенки 15 и 30 мм, которые заливают в металлический и облицованный коки ли (облицовка из ЖСС толщиной 10 мм).
Дпя сравнения те же отливки пробы за= ливают в песчаные формы. Составы ис пытываемых модификаторов приведены в табл. 1.
Образцы для испытаний вырезают из цилиндрических проб приведенной тол= щины 30 мм, отлитых в песчаные формы.
Испытание образцов на разрыв и на относительное удпинение проводили на цилиндрических образцах ф 10 мм по
ГОСТ 1497*"73. Твердость по Бринеллю литой поверхности и сечения отливок определяли по ГОСТ 9012 59. Анализ микроструктуры проводят на образцах, изготовленных из клиньев, а также из цилиндрических ступенчатых проб с приведенной толщиной 15 и 30 мм.
Для сравнения чугун обрабатывали известным модификатором, который в качестве активного модифицирующего компонента содержит редкоземельныи элемент. Состав, структура и свойст10 ва алюминиевого чугуна, обработанного исследуемыми модификаторами, приведены в табл. 2 и 3.
Как видноиэ табл.2и 3, обработка алюминиевого чугуна составом 1 (про тотип) стабилизирует вермикулярную форму графита в отливках толщиной
15 мм и более при всех указанных видах литья, а в отливках толщиной 8
10 мм при литье в кокиль дает сквоз= ной отбел. Кроме того, в отливках всех толщнн независимо от вида литья присутствует пементит в количестве
30-10 отменьшей толщины отливки к большей, что дает повышенную твер
25 дость литой поверхности, в результате чего ухудшается механическая обра ботка отливок. Кроме того, данные отливки не обладают пластичностью (9 = О). Для улучшения механических свойств отливок рекомендуется при . менять последующую термическую.об= работку.
Применение модификаторов составов
3 = 10 при модифицировании алюминие вого чугуна дает возможность стабильно получать полностью вермикулярный графит (ВГ) при отсутствии цементи= та (Ц) в отливках толщиной более
15 мм, отлитых в металлический и об
40 лицованный кокили, а также в песча-. ные формы. С уменьшением толщины стенки отливок до 8=10 мм формирует-. ся шаровидная и вермнкулярная форма графита при литье в металлический и
45 облицованный кокили, а также в песчаные формы соответственно. Получен= ные отливки имеют перлитоферритную матрицу, что дает возможность устранить последующую термообработку.
Механические свойства этих отливок значительно выше свойств серого чугуна с пластинчатым графитом (ПГ) и несколько ниже свойств высокопрбчного чугуна с шаровидным графитом (ЩГ), что полностью соответствует цели изобретения.
Формула иэобрет ения
Способ получения алюминиевого чу= гуна с вермикулярным графитом, вклю
5 1666544 6 чающий введение в чугун силикокаль*- ликокальций вводят в количестве 0,5Х ция, отличающийся тем, от массы обрабатываемого металла что, с целью снижения себестоимости совместно с механической смесью, со чугуна за счет исключения операции держащей магний 25 35 мас.Я и редко термообработки, устранения отбела и
5 земельные металлы 65 -. 75 мас.Х, ввоповьппения механических свойств, си- димой в количестве 0,13 0,17Х
Таблица 1
Содержание модификатора, X
SiCa
Состав 5 Ng
РЗИ
0,15
0,5
25
0,13
0,5
0,15,>
0,5
0,13
0,5
О, 15
0,5
0,15
0,5
0,15
0,5
0,5
0,17
0,1т P
0,17 g
0,5
0,5
1бб6544
1 !
4 3«о
I а
I „ I
1 4
I I
I 1
I ! 03 1
3 g ( а
1
14
1 g 1
l
I СЧ«-фЮiСЧф I л л а а л л а л
ООСЧСЧСЧ СЧСЧСЧСЧ
СС(4((3.в о
>Я
О
О(О Ф Ф с ) О О Ю ф О Ф
О ф СЧ СЧ С Ъ 3 СЪ СЪ (3 СЧ 0 б 0 3 Ф«
СЧФО(ОООаоо 4
Ф0ъОО -О - - - - !!
М W Ch W С Ъ С"Ъ С Ъ С Ъ С Ъ
ООООООООО
ООООООРОО л а л л а а л а а
3. ООООООООО 3
AO С ЪChЮ - -AС Ъ«3 l
СГ) СЧ О «- С 4 СЧ C«(СЧ СЧ С«1 3
ОООООООООО в а а л в а а в a a
ОООООООООО
Ю GO СЧ Ю О С Ъ W - ССЪ ч- СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ 3
ООООООООО-! л а a a л а л в в
g QQQQQQQQQ.!
О Р СЧ С Ъ С Ъ .0 (сСЪ - 01 в а a a a a a л а а
СЧ т.- СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ ч м»
: СЧ
О.О а л
О О ф Ф
th Ф
Q О л а
Ю O
- 0 Ф О О сСЪ О О
- Ch Ch О Ch Ф «3 Ъ л а а a a a a a
ООО -ОООО
О Р
С Ъ СЧ
О О I
1 4
I 1
ООСЧфОО СсСЧ
О Ul Ф Ф 0 Ф Л а а à a a в л в
-QОООООО
О ф С Ъ в л
О О
° ю
СЛ
1
1
1 О
Ф СЧ О Л СЪ О СЧ ССЪ 0Ъ Ф
Ch Ф Ch Ch ОЪ ф 00 ф Ch О а а л а а a a а в а
С Ъ С"Ъ С Ъ С \ С Ъ С Ъ С ) С ) С Ъ °
1 — = — он
Яю м
4 В:(I О (——
0Ъ
Р О (ч
О
СЧ
О «- с Ъ й}
cd
О
О
1
I Ф 3
1 0 4 о (— — 1 1 л
3 1 ! 1 Ф
1 С.)
I cd l
1 0(1 — — 3
1 О
4 Ре! I
1 О 3 3
1 Ф 1 I
1 1
Ф I г"
О I
Ф 1 3
1 Р I ф I
1 I
М t
Ф 1
K 1
Р 1
Ф 1 Р
О Q О 01 Ch
СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ
ОООООООО а a a a a a а л
ОООООООСЧ 01 СЪ ф СЧ О 3
С ) С«! С"Ъ 0 < Ф аЪ 0
ОООООООО а а л в a a л а
ОООООООО
O ИФ фCh - °
СЧ v1 Ф W W (00 Ch
1666544
Таблица 3
ВГ,2Щйг, ВГ,ЗМГ, П,Ц15 It g25
ВГ,ЗШГ
iI> g10
ВГ,ЗЩйг, ВГ> 25ИГ, П,ЦЗО It, g20
1 Отбел
ВГ, 25ШГ, П,@10
ВГ>2051>П>Ц10 вг 30аг, И,Ц20
ВГ> 20ЩГ, ВГ, l ойп
Н>Ц7 П>Ф2,Ц8
ЛГ
П,Ф25 йочачнаа
П,Ф5
ПГ ПГ ПГ ПГ
П,Ф15 П,Ф20 П,Ф20. П,Ф8
ВГ> 15ЩГ ВГ, 20ШГ ВГ,15nr ВГ> 25ШГ
П Ф45,ЦIО Н,400 П,Ф40 П,Ф10,П10
tll
П,Ф20
Bf, 15mr
П,Ф25
ПГ ПГ
П,Ф20 П,ФЭ$
ВГ, 15ШГ ВГ, 15ЩГ
П,Ф40 g Ф35
ПГ
П,Ф15
НГ
П,ФЗО вг,15mr
И,Ф40
ВГ, 25ШГ
П >Ф25
ШГ
П,Ф109
Ц25
ШГ .П,Ф5>Ц20
ВГ
Н Ф15
Вг, 15шг
П, й10
ВГ, 2(ЙГ
П>Ф15,ЦВ
ВГ,20ЩГ
П,Ф40
Вг>част.аг
П,Ф20
ВГ,ЗЩВГ
П,Ф35
ШГ
П,ФВ,Ц20
ВГ, 1ОЩГ
П,ФЭО
ИГ
П,Ф25,цlо
ВГ, 10ШГ
П,ФЗО
ВГ, 1 ОЩГ
П,ФЗО
ЩГ
П,Ф20,Ц15
ШГ
П,Ф29,Ц1$
ВГ, 15ШГ
П,Ф25,ЦIО
ВГ
g>e40
ВГ
П,Ф25!
Составитель Г>Дудик
Техред N.Ìîðãåíòàë Корректор М.Максимишинец
Редактор З.Ходакова
Заказ 2498 Тираж 388 Подписное
ВНИИПИ 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. Гагарина, 101
ШГ
П,Ф5>Ц10
ШГ
g,Ц5О
ШГ
П>П50
mr
П,Ф15, ЦЗО
ВГ,20ШГ ВГ, 15ИГ п Ф40 ц1о н,et40
ВГ, ЗОШГ BI > 25ВГ
lt e35 g10 g e45 вг, 25ВГ вг, I smr
Л>Ф!5>ЦВ Н,ФЭО
Вг> 2айг Bl, 1 ОИГ
Н Ф20,Ц10.А,Ф20
Вг>2ОЩГ ВГ,!ОЩГ
П,Ф2о,ц1о п,Ф2о
ВГ,40ЩГ BF,15ИГ
П,Ф20>Ц10 П,Ф20 вг, 20ШГ
П Ф50
ВГ, 2ОИГ
Н,Ф55
ВГ, 5ШГ
П,Ф35 вг, sch.
П,ФЗО
ВГ, 5ЩГ п,Фэо
ВГ, 15ЩГ
П,ФЗО
ВГ, 20ВГ
П, Ф35
Br>30mr
Н>Ф45
ВГ IОИГ
Н,Ф20
ВГ>20ШГ
П,Ф25
ВГ, 20ИГ
tl,Ô25 вг, Iomr
П,Ф25
ВГ
П,ФЗО
ВГ, 10ИГ
П,Ф20>ЦВ
Вг,lоаг
П,Ф15,Ц10
ВГ,1ОШГ
П>Ф15>цlо
ВГ, 1ШИГ
П,Ф25 Ц10
Вг, 20ЩГ
It, Ф50
ВГ,ЭЩВГ
П,Ф50
ВГ, 15ЩР
П,Ф35
ВГ,20mr
П,Ф25 >
ВГ, 20mr
П>Ф25
ВГ» МГ
П,ФЗО
ВГ,2МГ
П>Ф40
ВГ,25ЩГ
П,Ф45
Br> 1 МГ
П,ФЗО
ВГ,1МГ
П,Ф40
ВГ,!5ШГ
И,Ф40
ВГ, 1МГ
П>Ф45
ВГ, 2ОИГ
П, Ф50
ВГ, 1 ОШГ
Н, ФЭО вг, 1оиг
g>e40
Bf 1ОИГ
И,Ф40
ВГ, 1ОШГ
П>Ф35
