Способ обработки высокопрочного чугуна в литейной форме

 

союз сове сних

Х

Республин цр 4 В 22 D 27/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕКИЯ

l3;

К АВТОРСМОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТВУ госудм стенный комитет оса по дклАм изоьФятений и отн1 ытий (21) 3770836/22-02 (22) 12.07.84 (46) 23.06.86. S . И 23 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) В.Г. Горенко, О.И. Шинский, Н;В. Ианойло, И.С. Григорьева и Б.О. Черняк (53) 621.,746.58(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР В 499310, кл, С 21 С 1/1Î, 1976-.

Авторское свидетельство СССР

В 996076, кл. В 22 D 27/20, 1980. (54)(57) 1. СПОСОБ ОБРАБОТКИ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУФ УНА В ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЕ, включающий обработку расплава при„,ЯУ„„1238886 A садками, отличающийся тем, что, с целью уменьшения усадочиых дефектов и повышения плотности отливок с утолщениями путем формирования в последних 20-45Х вермикулярного графита, в качестве присадок

Ф используют демодифицирующие химичес» кие соединения в количестве 0,0250,045Х от массы! металла в утолщении отливки.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что демодифицирующие соединения в виде порошка вводят в состав покрытия, которое наносят на участки литейной формы, оформляющие утолщения отливки.

1238886 з 20X.íàáëþäàåòñÿ в чугуне повьппенная ! объемная усадка, а если содержание вермикулярного графита больше 45Х, то значительно снижаются прочностные свойства чугуна.

Пример. Покрытия для нанесения на форму в утолщенных местах отливки имеют следующий состав, мас.Х: демодификатор 23-28, огнеупорная гли10 на 3,5-12,5, органическое связующее

2,5-3 и вода — остальное. В качестве органического связующего используют

KMIJ-Н (натриевая соль карбоксиметилцеллюлозы).

15 В качестве опытных отливок используют отливки блок-картеров двигателя и опытные отливки, соответствующие по конструкции и геометрии местам отливок блок-картеров, выполняющим

20 утолщения для установки толкателей.

Эти утолщения имеют ширину 42, длину.

85 н высоту 220 мм.

Плавку чугуна проводят в индукционный печи ИГП-102 и электродугои 25 вой печи ДСП-3. х Для окраски форм .согласно предлагаемого способа используют покрытия, составы которых приведены в таблице.

30 После расплавления чугун перегревают до. 1480-1500 С, выдерживают в течение 10-15 мкн к затем при 14401465 С модифицируют в ковше "сэндвич" — процессом.

Химический состав исходного чугуна следующий, мас.X: углерод 3,423,48; кремний 1,16-1,21; марганец

0,22-0,25; хром 0,04-0,05, никель

0,09-0,17; фосфор 0,06-0,07 и сера

0,03-0,04, Для модифицирования используют 0,6-0,SX, 75Х Ферросилиция и 2,6-2,8Х комплексного модификатора состава, .мас.Х: магний 5,63, крем ний 56,84, РЗМ 1,42, кальций 1,67, 45 железо и нрнмеси — остальное. При использовании известного способамодифицнрованке проводят четырьмя одинаковыми порциями модификатора, составляющими каждая 0,65Х от массы обрабатываемого чугуна, с интервалом ввода последующих порций, равным 18-20Х от времени модифицирующего действия предыдущей порцик.

Изобретение относится к литейному производству, а именно к получению отливок из высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита.

Цель изобретения — .уменьшение усадочных дефектов и повышение плотности отливок с утолщениями путем формирования в последних 20-45Х вермикулярного графкта.

В форме окрашивают поверхности, выполкяющие утолщенные места, покрытием, содержащим в своем составе химические соединения элементов или в порошкообразном вйде сами элементы, являющиеся демодификаторами в количе- ствах 0,025,0,045Х от массы металла в утолщенных местах отливок.

Ввод в высокопрочный чугун, демодифицирующих элементов приводит к образованию в чугуне вермикулярного графита. Образование в высокопрочном чугуне наряду с шаровидным 2045Х вермикулярного графита позволяет получить предел прочности чугуна при растяжении не меньше 380-.420 МПа пр одновременной ликвидации в утолщенны местах повышенной объемной усадкк, Демодифицнрующими элементами являются сера, висмут, сурьма, мьппьяк титан, олово, свинец, и др. Расплавляясь и увеличиваясь в объеме, демо дкфикаторы выходят на поверхность покрытия и вступают,в непосредственный коУгакт с жидким чугуном, химические соединения разлагаются и элементы-демодификаторы растворяются в чугуне и качикает проявляться их анткглобулизирующее действие. Для образования в утолщениях отливки 2045Х вермикулярного графита необходимо иметь, Х: сера 0,.025-0,03, титан

0,04-0,06, висмут 0,02-0,025, сурьма 0,003-0,045, и мьппьяк 0,03-0,06, В утолщенных местах отливок получает ся смешанная вермикулярно-шаровидная форма графита, что и обеспечивает значительное уменьшение объемной усадки чугуна.

В. чугун переходят иэ покрытия раз личные количества демодифицирующих элементов, Х: сера 40-45, титан 1022, висмут 32-36, сурьма 35-43 и мышьяк 23-27. Поэтому при определени количества демодификатора в составе покрытия учитывают процект перехода элементов из покрытия в чугун. Ограничение количества вермикулярного графита пределами 20-45Х объясняется тем, что при его содержании меньше

Проведенные исследования показывают, что при использовании известного способа нельзя получить необходимую плотность чугуна в:утолщенных местах отливок, в частности в утолщениях

1238886 для установки толкателей в отливках блок-картеров двигателей, без установки специальных прибылей. В этих местах, не смотря на получение в микроструктуре чугуна шаровидной формы графита, наличие пористости приводит к уменьшению предела прочности чугуна. Использование предлагаемого способа в литейной форме позволяет получить плотные утолщенные места. отливок при наличии в микроструктуре наряду с шаровидным графитом 20-453 вермикулярного графита

Комнонен тм и Qo» казатели

Состав локрытня по способу

Известный

Предлагаемый

7 8. Измельченная сера, Й

28,5

23,5

Язмель» ченная сурьма,М

26 5

28,5 28,0

23,0

Огкеунорная гли» на,масЛ

11,5 10,5

l2,0

12,5 11,5 . 9,0

КИЦ-Н, . мас.й

3,0

2,85

2,85 2,65

3,!О

2,65

Вода, мас Л

Ост аль- Ос таль- Осталь- Ос таль- Осталькое we ное: кое ное

Толщина локрытия s утолщенном месте отливки,мм

0,32-0,44 0,40-0,52 0,0460,055

0,28-0,44 0,31«0 43 0,350,54

8& 012 8 0,013 8W 012 & 0,013 &4 023 80,006 80,008 & 0,035

8Ь 0,032 SbW,003 8Ь 0,026 Щи О, 016 Иж0,003

8Ь 8Ь ЗЬО„ОЬ ®0,004 0,004

Наличие . прибыли над утолщением йсть

Нет

Нет Нвт .

Содерл»ние демодифн™ автора в чугуне утолщен ной части от лнэкн и обеспечить получение для такого чугуна предел прочности при разрыве в пределах 380„420 Ийа.

Предлагаемый способ без заметного снижения конструктивной прочности отливок из высокопрочного чугуна позволяет получать их плотными, без использования прибылей или питающих

10 бобышек, тем самым повысить. выход годного литья на 5-8Х и уменьшить затраты на обрубку и механическую обработку отливок на 6,3-8,77.. l238886:, Йрщйоякенйе . таблищц— а способу йредлагеемнй

Комп ти н каза

s (6 1

3-5 48

20

0,036 9,034

0,038

s утол" щенном месте отливки . 0,034

0,03! 0,024

525 532

548 . 532

54

547

546

526

486 278 343

420 И8 393

380

Наличие пористости в утолщенном месте отливки

Нет

Есть Есть . Нет неболь" щав

Наличие: . газовых раковин в, утоп» щенном месте отливки Нет

Нет Нет

Нет

Нет . Нет

Нет.Колнче" ство нерммкулнрного гра@мта в чугуне, Х

Остаточное содерщание магния,Й в тон- . кой стеихе предел прочности при растяжении чугуна, ИПа1 тон кой стенки утоп" щенного места отливки

0,033 0,031 0,033 О, 932 0,035

0,025 0,027 0,02Ь. 0 ОО 0,023,ВНИИПИ Заказ 3331/8 <ираж 757 Подписное Произв -полигр..пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4