Экзотермическая смесь для прибылей отливок из магнитных сплавов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 В 22 !) 27/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н ABTOPCHOMY С63ИДЕТЕЛЬСТВУ

Отходы шлифования магнитных сплавов, окисленные до содержания в ннх 8 0-23 5 мас.X активного кис54-70!

2,0-17,5 лорода

Алюминиевый порошок

Титановый порошок

Известь

0,5-3,5

17,5-25,0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЗ (21) 3768643/22-02 (22) !3.07.84 (46) 30.04.86. Бюл. У 16 (71) Конструкторское бюро постоянных магнитов (72) В.Г.Власов, В.Ф.Стукалов, И.В.Гаврилин, И.К.Каллиопин, А.В.Ермилов и В.Ф.Брагин (53) 621.745.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 608608, кл. В 22 1) 27/Об, 1976.

Авторское свидетельство СССР

)! 740851 кл. С 21 С 5/52, 1979. (54)(57) ЗКЗОТЕРМИЧЕСКАЯ СМЕСЬ ДЛЯ

ПРИБЫЛЕЙ ОТЛИВОК ИЗ МАП!ИТНЫХ СПЛАВОВ, включающая отходы шлифования магнитных сплавов, алюминиевый порошок, известь, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения выхода годного отливок за счет повышения тепловой эффективности смеси, она дополнительно содержит титановый порошок, а в качестве упомя нутых отходов содержит отходы шлифования магнитных сплавов, окис ленные до содержания в них 8,0

23,5 мас.Ж активного кислорода, при . следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

1... .7330

Изобрете|ше откр сится к литейному производству, а именно к составам порошкообразных экзотермических смесей для прибылей отливок и слитков, изготавливаемых иэ магнитных сплавов.

Цель изобретения — увеличение вы-. хода годного отливок эа счет повышения тепловой эффективности смеси.

Используемые для приготовления смеси отходы шлифования постоянных магнитов представляют собой смесь частиц магнитного сплава, окисленных с поверхности в большей или меньшей степени, окислов сплава, сошлифованных с поверхности магнитов и частиц абразивного материала. Содержание окислов кобальта, никеля, железа, меди, ниобия, титана и др. в отходах (в зависимости от состава сплава и методов его обрабо ки) колеблется в различных партиях в широких пределах. Концентрация активного кислорода, т.е. кислорода,способного окислять алюминий, в различных партиях отходов колеблется от 2 до 23,57.. Большее количество партий (- 807) содержит небольшое количество кислорода (менее 8,07) . Однако около 20Х всех отходов имеют концентрацию активного кислорода более

10 мас.%.

В предлагаемых составах экзотермических смесей для обогрева и наплавленин прибылей используют только те отходы, которые содержат 8-23,57. активного кислорода. Такие отходы получают сортировкой из общей массы либо преднамеренным их окислением.

При использовании отходов, имеющих концентрацию активного кислорода

8,0 — 23,5% (23,57. максимальное со— держание активного кислорода в отходах), активный кислород вступает в реакцию с алюминием со значительным тепловым эффектом, достаточным для обогрева и наплавления прибылей.

Именно поэтому в составе смеси используют значительно большее, чем в известной смеси, количество алюминия. При содержании активного кислорода в отходах менее 8,0Х выделяющийся тепловой эффект недостаточен (менее 400 ккал/кг) для эффективного обогрева пребылей.

Металлоабразивные отходы выполняют не только функцию окисления, но и функцию дешевого доступного материа-, ла, из которого производится наплавление прибыли. Иаплавляемый металл поступает из сме<:и в перегретом ñîстоянии, каплями проходя через слой жидкого шлака, где рафинируется от вредных примесей. За счет наплавления сплава из отходов первоначальный объем заливаемого металла в прибыль

;может быть уменьшен и, следова10 тельно, увеличен выход годного.

При использовании в составе сМрсН менее 54Х отходов горение и процесс наплавления прибыли происходит с недостаточной эффективностью. При содержании в смеси более 70% отходов при горении образуются тугоплавкие шлаки, не обеспечивающие качественного расслоения металла и шлака, что уменьшает выход годного.

Алюминиевый порошок в составе экзотермической смеси предназначен для восстановления окислов и легирования сплава до требуемого химического состава. При взаимодействии алюминия с

25 окислами, содержащими активный кис.пород, выделяется тепло, расходующееся на обогрев металла в прибыли и на расплавление самой смеси. Не вступивший в реакцию алюминий переходит

30 в сплав и легирует до требуемого химического состава. При содержании алюминия в смеси менее 127. выделяемого тепла может быть достаточно, а выплавляющийся сплав обеднен алюминием.

З При содержании алюминиевого порошка в смеси более 17,57. значительная часть алюминия не вступает в реакцию с кислородом и переходит в сплав в количестве большем, чем это требует40 ся для соответствия химическому составу сплава.

Известь в предлагаемой композиции выполняет роль флюса.

При содержании флюса менее 17,5Х образуется тугоплавкий шлак, имеющий высокую вязкость, что не обеспечивает своевременного расслоения металла и шлака. Зто отрицательно влияет на выход годного. При содержании извести более 25Х тепловой эффект, развивающийся в смеси, существенно уменьшается, сокращая выход годного.

Титановый порошок, вводимый в

SS смесь, выполняет функцию легирующего элемента. Зта добавка компенсирует неполное восстановление титана алюминием из окислов титана. При литье

1227330

Показатели

Содеркание ингредиентон, мас.X

Смесь, Ф

1 СоотнетстТеллоной эффект

Алюминиевый

Иэвесть

Порошок Кремнеферро- эем силиПлавяковый шпет тходы шлифонания магнитных сплавоВ

Титановый поВыход годных ние химическо го состава рошок порошок магнитон,X экзотермической ция смеси, ккал/кг металла ныпланляеКоли» честно отходов

Содеркание ак- . тивного кисло рода в них мого из экзотермическои смеси,магнитному сллану отлинок

5 35 4

2 23э5 35 4

15 1О 4

32 42,0 70

Не соответстнует

Пе соот15 10 4

32 48,0 95 нетстнует 3 18

65,5 580

Со о та е т- стнует

4 15

60 15 3

6 I >О 540

Соответствует

5 20

64,0 600

Соответствует

Соотнет60,0 610 ствует

53 0 490

Соответствует

Не соот-. нетствует

12,5

5 I,5 500 магнитных сплавов допускаются небольшие присадки титана даже в том случае, когда титан не содержится в основном составе как легирующий элемент. В этом случае титан вводится как добавка, нейтрализующая вредное влияние углерода. Г!ри содержании титанового порошка в смеси более 3,5Ж в сплав переходит титана больше, чем это требуется по химическому соста— ву. При содержании титанового порошка менее 0,57 не обеспечивается нейтрализация вредного влияния углерода, переходящего в сплав из отходов, что приводит к браку отливок и, следовательно, уменьшению выхода годного.

В таблице приведены составы предложенной композиции (3 — 7, 15 и 16) смесей, в которых содержание ингредиентов или активного кислорода в шлифовальных отходах выходит эа предлагаемые пределы, и известной смеси (1 и 2), а также свойства и результаты испытаний указанных экзотермических смесей.

61 17 2 5 19 5

65 17 0,5 17,5

6 23,5 54 17,5 3,5 25

70 12 0 5 17 5

8 15 70 17 5 0

Испытания производили прп и 3 Ã< товлении отливок из сплава

ЮНДК35Т5БА методом внепечпой направленной кристаллизации. Приготовленную смесь различных составов за5 гружали на поверхность расплавленного металла в прибыль, объем которой варьировался в различных опытах.

После охлаждения отливок и прибыли определяли выход гоцного взвешиванием, исследовали химический состав прибыли и отливок (в подприбыльной части) и определяли количество брака отливок, которое пересчитывали на ВыхОд ГОднОГО

Тепловой эффект определяли рас— четом, а активность протекания реак— ции контролировали визуально по ин20 тенсивности расплавления смеси.

Как следует иэ таблицы, предлагаемая экзотермическая смесь обеспечивает (по сравнению с известной) существенное повышение выхода годного отливок.

Ь

Продолжение таблицы

1227330

Показатели

Содержание ингредиентов, мас.2

Смесь

Кремне" Выход зем . годных магии" тов Л

Порощок

Фер осилнция

Плени" новый ипат

СоответстИзвесть

Atyewниевый пороиой

Титановый порошок тходы илнфов& ия магнитных сплавов вие химического

Холн-. чество отходов

Содержа" ние активного кислорода в иий

9 15

41,0 550

Не соответствует

5В 20 Z

Не соответствует

10 1.0

35,5 520

62 10 4,5 23,5

Соответствует

50 175 35 29

46 >5 320

I1 l5,12 5

Не соответствует

45,0 150

60 17 3 4 19 0

48,0 380

Соответствует

72 12 I 5 14,5

47,0 350

60,5 540

63 570

Соответ« ствуе г

54 12 3

5S 16 2

Соответствует

63 17 0,5 19,5

Соответствует

16 16

Составитель В.Мальков

Техред В.Кадар Корректор М.Самборская

Редактор А.Ревин

Заказ 2245!11 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам. изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæroðîä, ул.Проектная,4

13 ?

14 10

15 . I5 .

Тепловой эффект экэотермической смеси, ккал/кг состава металла выплавляе" мого иэ экзотерми ческой смеси,магнитному сплаву отливок