Состав для получения модифицированного слоя на поверхности отливок
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU 1235611 (51)4В 22 СЗ 00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Порошковый магний
Сурьма
Ферросилиций
Хлорид стронция
Жидкое стекло
Вода
12,0-20,О
0,05-0,10
13,0-20,0
0,5-2,0
5 0-10,0
49,15-59,40
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3763617/22-02 (22) 13.07.84 (46) 07.06.86, Бюл, В 21 (71) Белорусский ордена Трудового
Красного Знамени политехнический институт (72} Е.И. Бельский, С,С. Гурин, Г.И, Клещенок, А,Т. Мельников и В.Е, Ливенцев (53) 621.744.079(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
1(468688, кл. В 22 С 3/00, 1971, Авторское свидетельство СССР
1(- 904871, кл. В 22 С 3/00, 1982, Авторское свидетельство СССР
В 1105270, кл, В 22 С 3/00, 1983, (54) (57) СОСТАВ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ МОДИФИЦИРОВАННОГО СЛОЯ НА ПОВЕРХНОСТИ
ОТЛИВОК преимущественно иэ чугуна, включающий порошковый магний, ферросилиций, сурьму и жидкое стекло, отличающийся тем, что, с целью повышения технологических свойств состава, увеличения глубины модифицированного слоя и улучшения его структуры, он дополнительно содержит хлорид стронция и воду при следующем соотношении компонентов, мас.X:
1235611
Изобретение относится к литейному производству, а конкретнее к составам для получения модифицированного слоя на поверхности чугунных отливок, и может быть использовано при производстве технологической оснастки.
Цель изобретения — повышение технологических свойств состава, увеличение глубины модифицированного слоя и улучшение его структуры, В предлагаемый состав для получения модифицирующего покрытия вводят хлорид стронция и воду. Для получения состава используют хлорид стронция, техническую воду, жидкое стекло с модулем 2,7-2,9 и плотностью 1,471,52 г/см, поропгковый маг»ий МПФ-2, ферросилиций ФС75 и сурьму Су2 °
XJropHrr,". TpoPrrrr)r г) г Оставе спОсОбствует более полному усвое»ию магния иэ покрытия, так как под воздействием высокой температуры заливаемогo в форму расплава о» испаряется и создает защитную газовую среду, которая препятствует окислению маг»ия, Кроме того, хлорид стронция при температурах заливки жидкого чугуна (1400-1450 С ) дисooörrèpóeò с выделением атомар»ого стронция, который усваивается металлом и способствует сфероидизации графитных включений, При содержа)»ггг хлорида строггция в составе ниже 0,5/ глубина модифицированного слоя и его структура в отливке существе»»о »с улучшаются. При вводе в состав боле 2,0Z хлорида стронция увеличивается газотвор»ость покрытия, вследствие чего поверх»остные слОи Отливки !)GpD)T<:3)<)Tcÿ газО»ыми порами.
Вода вводится в состав для повышения его технологических свойств улучшения кроющей способности и с»ижения вязкости с целью механизации его нанесения пул) веризацией, При введении воды меньше нижнего предела состав имеет высокую вязкость. Иэ-за этого затрудняется »анесение его на поверхность литейных
<1)opM и стержнеЙ ро)3»ым слоем и ухудшается качество поверхности отливки, При введении воды больше верхнего предела снижаются вязкость и седиментацион»ая устойчивость состава„ последний расслаивается и качественное покрытие не получается.
Жидкое стекло вы)3олняет в составе роль связующего. При содержании его меньше 57 снижается прочнос-ь покрытия, поэтому оно размывается жидким металлом, В этом случае нельзя получить равномерный слой покрытия, в
5 местах разрыва ухудшается качество поверхности отливки.
При содержании в составе больше
107. жидкого стекла также ухудшается качество поверхности отливки, так как покрытие имеет повьппенную склонность к пригарообразованию.
Магний в составе является основным сфероидизирующим модификатором, При содержании его меньше 12Е уменьшает1 <. ся толщина модифицированного слоя.
Добавка магния больше верхнего предела 20Х приводит к появлению в отливках поверхностных дефектов, Ьбусловленных интенсивным испарением маг»ия (пирозффектом1.
Ферросилиций в составе является графитизирующим модификатором. При содержании его менее !37 в поверхност»ом слое чугунных отливок появ2<;, ляется структурно свободный цементит, что снижает их разгаростойкость, Ввод в состав свьппе 207 ферросилиция
»ецелесообразен из-эа сильного эахолажива»ия металла отливки и уменьшеЗО »ия тол)ципы модифицированного слоя.
Сурьма в составе способствует пер.г»гтпзации матрицы чугуна в модифицирова»»ом слое отливки, При содержании ее ниже 0,05Z не обеспечивается получение перлит»ой матрицы, а при введении больше 0,107 сурьма станов»тся деглобуляриэатором, ухудшает фсрму графитных включений и уменьшает голщину поверхностного слоя отливки, 40 в котором формируется шаровидный
) ра)1пгг „
Состав готовят rro известной тех»олог ги, В краскомешалку заливают расчетное количество жидкого стекла, 45 r) r »Орошковый магний, ферросилиций фракц)пг 0,1-0,2 mr, сурьму фракции 0,0010,01 mr и хлорид стронция, Смесь перемешивают в течение 15-20 мип и за50 тем добавляют необходимое количество воды. На поверхность формы состав наносят толщиной 1,0-1,5 мм пульверизатором или кистью и подсушивают при 55 150-170 С в течение 30-40 мин. Пример „ По предлагаемой технологии готовят 19 составов для получе»ия модифицирующего покрытия, из 1235611 Таблица! Количественное содержание компонентов, мас.% Компози0,25 57,65 8 59,40 8 49,15 10 0,10 17! 0,50 0,10 0,75 20 О, !0 которых один соответствует известному, а шесть — предлагаемому составу (табл.!). Все составы испытывают на вязкость (по ВЗ-4) и седиментационную устойчивость. Форму для получения отливок массой 2,8 кг предварительно окрашивают противопригарной краской, затем на поверхность наносят составы слоем толщиной 1,0-1,5 мм и подсушивают при 150-.170 С в течение 30-40 мин. Полученное покрытие испытывают на прочность методом истирания. Затем форму собирают и заливают 15 чугуном (3 3% С; 1,8% S ; 0,6% Нп, О, 10% 51; 0,2% Р ) при 400 С. Технологические свойства составов и покрытий, а также характеристики модифицированного слоя на поверхнос- 20 ти отливки приведены в табл,2, В табл,3 приведены показатели раэгаростойкости чугуна с модифицированным слоем. Испытания разгаростойкости проводят на цилиндрических образцах Ф 25 мм и высотой 40 мм. При этом на одном из торцов получают структуру чугуна с шаровидным, на другом — с пластинчатым графитом. Нагрев образ- 3О ца осуществляют со стороны слоя с модифицированной структурой. Раэгароустойчивость оценивают по количеству циклов до появления видимой сетки разгара, 35 Композиция 1, содержащая хлорид стронция меньше нижнего предела, не имеет преимуществ по сравнению с известным составом. Композиции 2-7 обеспечивают наилучший комплекс тех- щ нологических свойств состава, качества модифицированного слоя и разгаростойкости отливки, При использовании композиций 8 †в которых содержание компонентов не 45 Хлорид Вода . Жидкое стронция стекло отвечает предлагаемому составу„ снижается качество отливок. Это обусловлено появлением газовых пор при избыточных содержаниях хлорида стронция и порошкового магния (композиции 8 и I 4 соответственно); уменьшением толщи— ны модифицированного слоя из-за низкого содержания порошкового магния (композиция !3), захолаживающего и деглобулизирующего воздействий соответственно ферросилиция (композиция 16) и сурьмы (композиция 18) при их избыточных количествах в составе, а также размывом жидким металлом покрытия при низкой его прочности (композиция 1!); неблагоприятной структурой металлической матрицы при низких содержаниях ферросилиция и сурьмы (композиции 15 и 17 соответственно); образованием пригара при павы шенном содержании в составе жидкого стекла { композиция 12); неравномерной толщиной модифицированного слоя и высокой шероховатостью его наружной поверхности из-за низких седиментационной устойчивости и кроющей способности состава (композиции 9 и 10 соответственно!, Таким образом, регламентация содержания компонентов в определенных пределах обеспечивает получение на чугунньгх отливках модифицированного слоя толщиной 5,5-7,2 мм с диснерсньпли включениями графита шаровидной формы, перлитной металлической матрицей и низкой шероховатостью поверхности. Эа счет увеличения глубины модифицированного слоя с шаровидной формой графитньгх включений и перлитной металлической матрицей повьппается разгаростойкость чугунной отливки. Применение изобретения позволяет существенно увеличить срок службы технологической литейной оснастки. Порошковый Ферро- Сурьма магний силиций Продолжение табл.l Компози Количественное содержание компонентов, мас.7. ция Хлорид Вода стронция 1,00 0,10 1,25 13 0,09 1,50 0,08 17 0,05! 0,05 20 0,08 0,)0 t9 0,08 0910 58,42 10 0,08 1,50 20 0,08 0i)0 10 0,10 l7 0,02 О, 12. )7 19 (известный ) 65,9 )7 0,10 Таблица 2 Толщина модифицирован" ного слоя мм трукт а мет КомпозиПрочность покрытия кг/мм Шероховатость Вязкость, С Количест Седиментационво графитовых включений на 1 мм ная устойчивость, Ж поверхности ическ атрицы одифи ованн отливки мкм о сло 4, 5 7 8 4,0 160 24 160 24 Перлит 176 2,6 97,3 184 5,5 2,6 97,0 7 2,00 8 2,50 9 1,50 10 1,00 11 1,00 12 1,00 14 1,50 15 1,50 16 1,50 l7 1,50 )8 1,50 Жидкое Порсшковый Ферро- Сурьма стекло магний силиций 58,90 10 58,66 9 5В,42 5 53 95 10 58е45 5 48,42 )0 60,90 7 58,92 3 53,90 12 50,42 8 58,40 IO 50,40 8 56,48 8 56,38 8 Продолжение табл.2 1235611 Перлит 188 160 28 160 27 160 26 160 22 160 26 160 22 320 35 150 18 98,1 2,8 6,5 97,2 2,8 190 7,0 2,7 97,7 192 790 97,4 2,0 7,2 97,8 2t8 192 7,0 5 5"" 97,4 2,0! 2,8 98,3 191 7,0 2,4 Неравномерный слой 3,0-6, 5 95,5 180 94,8 200 17 98,4 200 32 96,9 160 27 97,0 320 25 96,8 160 27 4,0 181 3,3 6,0 182 190 2,8 3,0 2,6 185 2,5 6 5 2,8 Перлит+ 178 цементит 2,6 160 25 160 24 97,2 97,3 Перлит 189 4,5 6 5 Феррит+ 190 перлит 2,6 l8 3,0 97,3 160 26 2,6 Перлит 170 99,5 320 25 3,5 175 5,7 При использовании композиции 8 в поверхностном слое наблюдаются газовые поры, преимущественно в переходной зоне. 1 2 3 4, 5 6 7 8 )235611 Таблица 3 Количество цик ,ров до появ-. ления тре- 145 щин разга155 160 ) 65 165 170 165 150 155 ) 45 ра Продолжение табл 3 чество циклов до появлеиия тре- 150 150 140 125 145 150 135 ) 40 п1ин PG9 гара Составитель Э, Тен Редактор Н, Тупица Техред В. Кадар Корректор М. Максимищинец Заказ 3041/8 Тираж 757 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретения и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д ° 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4
