Модифицирующая смесь для получения высокопрочного литейного чугуна

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к смесям для получения высокопрочного чугуна. СущНЪсть: модифицирующая смесь, содержащая магниевый сплав с цинком и алюминием и ферросиликобарий, дополнительно содержит ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%: магниевый сплав 15-25; ферросиликобарий 5-10; ферросилиций ост. Магниевый сплав дополнительно содержит РЗМ и хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, а в качестве такого сплава используют переплав отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминий 2-10; цинк 0,1-0.8; РЗМ 4,5-6; хлориды щелочных и щелочноземельных металлов 3-5; магний ост. Применение данной смеси позволяет улучшить заполняемость форм и снизить брак при кокильном литье 1 з.п. ф-лы, 1 табл,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4798252/02 (22) 05.03.90 (46) 07.05.92. Бюл. ¹ 17 (71) Научно-производственное объединение специальных способов. литья (72) Я.В. Булаевский, Л,Я, Козлов, Ю,И, Сенкевич, Э.Б, Тэн, В.И. Лысак, И.А,,Баранник, Н,А. Чернов и В.M. Даровский (53) 696. 15-196(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1331895, кл. С 21 С 1/10, 1984.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1458412, кл, С 22 С 35/00, 1985. (54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ

ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЛИТЕЙНОГО ЧУГУНА (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к смесям для. получения высокопрочного чугуна. Сущ>йсть:

Изобретение относится к литейному производству, в частности к смесям для получения высокопрочного чугуна.

Известны модифицирующие смеси, содержащие магниевый компонент и ферросиликобарий.

Недостатком известной смеси является неудовлетворительная заполняемость форм и связанный с этим повышенный брак отливок при кокильном литье ввиду невысокой жидкотекучести чугуна,. обработанного известной смесью.

Наиболее близким к изобретению явля-. ется модифицирующая смесь для получения высокопрочного чугуна, содержащая 10 — 50 мас.% силикобария; остальное — стружка магниевого сплава, и ри этом стружка магниевого сплава содержит также алюминий и цинк.

„„. Ж „„1731853 А1 модифицирующая смесь, содержащая магниевый сплав с цинком и алюминием и ферросиликобарий, дополнительно содержит . ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас. ; магниевый сплав

15-25; ферросиликобарий 5-10; ферросилиций ост. Магниевый сплав дополнительно содержит РЗМ и.хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, а в качестве такого сплава используют переплав отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов при следующем соотношении компонентов, мас. : алюминий 2-10; цинк 0,1-0,8; РЗМ 4,5-6; хлориды щелочных и щелочноземельных металлов 3-5; магний ост. Применение данной смеси позволяет улучшить заполняемость форм и снизить брак при кокильном литье, 1 з.п. ф-лы, 1 табл, Однако, обработанный известной смесью чугун, обладая низкой жидкотекучестью, недостаточно хорошо заполняет форму, особенно при получении тонкостенных кокильных отливок. В связи с этим имеет место повышенный брак таких отливок, в QO частности по спаям и недоливу. (Я

Недостатками известной смеси являют- () ся также неудовлетворительная эаполняемость форм и повышенный брак отливок при кокильном литье. веют

Цель изобретения — устранение указанных недостатков, улучшение заполняемости форм и снижение брака отливок при кокильном литье.

Указанная цель достигается эа счет того, что модифицирующая смесь для получения высокопрочного чугуна, содержащая магниевый сплав с цинком и алюминием и

1731853 ферросиликобарий, дополнительно содержит ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%; магниевый сплав 15-25; ферросиликобарий 5-10; ферросилиций остальное, при этом магниевый сплав дополнительно содержит Р3М и хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, а в качестве такого сплава . используют переплав отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминий 2,0-10,0; цинк0,1 — 0,8; Р3М4,5-6,0; хлориды щелочных и щелочноземельных металлов 3,0 — 5,0; магний остальное.

Введение в состав модифицирующей смеси комплекса, содержащего ферросилиций, Р3М. хлориды ЩЗМ и щелочных металлов (последние два компонента — в составе магниевого сплава) в сочетании с алюминием позволяет улучшить заполняемость форм при кокильном литье за счет повышения жидкотекучести чугуна и снизить брак отливок па спаям и недоливу.

Введение Р3М и хлоридов ЩЗЧ и щелочных металлов в составе магниевого сплава и использование в качестве такого сплава переплава отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов позволяет улучшить заполняемость форм и снизить брак отливок по спаям и недоливу при кокильном литье за счет повышения модифицирующего воздействия смеси на расплав, связанного с существенным уменьшением окисления металлических компонентов смеси.

Использование отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов позволяет утилизировать отходы и эа счет этого существенно снизить стоимость модифицирующей смеси.

Снижение содержания в модифицирующей смеси магниевого сплава (менее 15 мас. %) приводит к ухудшению формы графита в чугуне иэ-за недостаточного содержания магния s нем, Повышение содержания в модифицирующей смеси магниевого сплава (более 25 мас.%) при получении отливок в кокиль не оправдано экономически и приводит., кроме того, к появлению структурно-свободных карбидов, снижению жидкотекучести чугуна и повышению брака отливок по спаям и недоливу, возможно также трещинообраэование в отливках.

Снижение содержания в модифицирующей смеси ферросиликобария (менее 5 мас.%) приводит к снижению жидкотекучести чугуна, ухудшению заполняемости форм и, как следствие, повышению брака отливок по спаям и недоливу, 10

20

Повышение содержания ферросиликобария в модифицирующей смеси (более 10

5 мас.%) не приводит к дальнейшему повышению жидкотекучести чугуна, снижению брака отливок, но повышает стоимость модифицирующей смеси, Снижение содержания алюминия в магниевом сплаве, в качестве которого используют переплав отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов (менее 2 мас.%),ïðèâîäèò к ухудшению жидкотекучести чугуна, ухудшению заполняемости форм при кокильном литье и повышению брака отливок.

Повышение содержания алюминия в магниевом сплаве; в качестве которого используют переплав отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов (более 10 мас.%),ïðèâîäèò к ухудшению формы графита в чугуне из-за деглобуляризации, к снижению механических характеристик чугуна и к повышению

5 брака отливок.

Пределы содержания цинка обусловлены исходными материалами и технологией получения переплава отходов механической обработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов.

Снижение содержания Р3М в магниевом сплаве ниже нижнего предела (менее

4,5 мас. ) приводит к снижению жидкотекучести чугуна, ухудшению заполняемости форм и, как следствие, к повышению брака отливок по спаям и недоливу, Повышение содержания РЗМ в магниевом сплаве, в качестве которого используют переплав отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов (более 6,0 мас.%), приводит к некоторому ухудшению заполняемости форм и не оправдано экономически.

Снижение содержания хлоридов ЩЗМ и щелочных металлов в магниевом сплаве менее нижнего предела (менее 3,0 мас,%) вызывает снижение жидкотекучести чугуна, ухудшение заполняемости форм и, как следствие, повышение брака отливок по спаям и недоливу.

Повышение содержания хлоридов

ЩЗМ и щелочных металлов в магниевом . сплаве, s качестве которого используют переплав отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов, (более 5,0 мас. ),приводит к повышенному выделению в атмосферу вредных веществ при обработке чугуна, вызывает ухудшение условий труда.

1731853

Пример. В условиях литейного цеха проводят сравнительную оценку эффективности предлагаемой и известной модифицирующих смесей.

В лабораторном смесителе изготовляют модифицирующие смеси, в состав которых входят при изготовлении предлагаемой смеси — переплав отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов, содержащий, мас,/: Al 2 — 10;

Zn 0,1 — 0,8; йсГ(РЗМ) 4,5 — 6,0; хлориды Na, К, Mg, Са 3,0 — 5,0; Mg остальное, ферросиликобарий марки ФСБа15; ферросилиций марки

ФС75, при изготовлении смеси по известному способу; стружка магниевого сплава

MJ15; ферросиликобарий марки ФСБа15.

Указанные компоненты (кроме стружки) дробят до частиц размером до 20 мм и перемешивают в лабораторном смесителе емкостью 30 л в течение l5 мин.

В таблице приведены составы модифицирующих смесей и их количество при введении в расплав, Исходный чугун химического состава, мас. О : С 3,4 — 3,5; Si 2,1-2,2; М и 0,5 — 0,6; S до

0,04; F д о o 00,,0088, выпл" âëÿþò в индукционной печи ИЧТ 2,5 промышленной частоты, выпускают в ковш вместимостью 250 кг и обрабатывают в камере-автоклаве предлагаемой и известной модифицирующими смесями. Длительность перемешивания чугуна с модифицирующей смесью во всех случаях 90 с, давление воздуха в автоклаве 0,48 МПа. Модифицирующую смесь по известному способу вводили в количестве, равном предлагаемому(1,3 мас. p), а также в количестве 0,6 мас. .

После окончания обработки чугуна в asтоклаве и снятия шлака расплавом заливали

U-образную кокильную пробу Нехензди—

Самарина для определения заполняемости с диаметром U-образного канала 9 мм, температура заливки 1400 С, Затем чугуном при 1320 — 1280 С заливают кокильные отливки текущего производства "ползун", "поршень" с минимальными толщинами стенок 12 мм, 5 Заполняемость форм при кокильном литье оценивают по длине заполненного металлом U-образного канала описанной пробы, данные приведены в таблице.

Фиксируюттакже количество бракован10 ных по спаям и недоливу отливок, залитых по каждому варианту.

Из приведенных в таблице данных видно, что использование предлагаемой модифицирующей смеси при предлагаемых

15 содержаниях компонентов обеспечивает существенное улучшение заполняемости форм и значительное снижение брака отливок при кокильном литье, Формула изобретения

20 1. Модифицирующая смесь для получения высокопрочного литейного чугуна, содержащая магниевый сплав с цинком и алюминием и ферросиликобарий, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью улучшения

25 заполняемости форм и снижения брака отливок при кокильном литье, смесь дополнительно содержит ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас. : магниевый сплав 15 — 25; ферросили30 кобарий 5 — 10; ферросилиций остальное, при этом магниевый сплав дополнительно содержит РЗМ и хлориды щелочных и щелочноземельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.7О. алюми35 ний 2,0-10,0; цинк 0,1 — 0,8; РЗМ 4,5 — 6,0; хлориды щелочных и щелочноземельных металлов 3,0 — 5,0; магний остальное, 2. Смесь по и. 1, о т л и.ч а ю щ а я с я

40 тем, что в качестве магниевого сплава используют переплав отходов механической обработки и литейного производства маг- нийсодержащих сплавов.

1731853

Заполняемость KOKNJt HOÉ пробы, мм

Модифиц и р у о щая смесь

Содержание компонентов модифициру оей смеси, масс.

Количество бракованных

ОТЛИВОК,%

Магниевый сплав (переплав) Ферроси- Ферросиликобарий лиций

Магниевый сплав (стружка) 15. 24

0,6

1,3

416

310

502

556

562

482

Остальное

29

12,5

10,0

7,5

5,0

2,5

1,3

1,3

1,3

1,3

1,3

0

0

Составитель О.Столяр

Техред M.Moðãåíòàë

Корректор И.Муска

Редактор О.Головач

Заказ 1559 Тираж Подписное

ВНИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Известная

2

Предлагаемая

2

4

Количество вводимой смеси, к массе чугуна