Состав для модифицирования поверхности отливок в литейных формах

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к литью чугунных отливок с поверхностным модифицированным слоем.- Цель изобретения - улучшение качества отливок за счет повышения их трещиноустойчивости . Состав включает модифицирующие компоненты (хлорид магния и диоксид олова), активатор процесса модифицирования (хлорид натрия), огнеупорный наполнитель (шамот), жидкое стекло и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: хлорид магния 10-20; диоксид олова 40-50; хлорид натрия 20-25; .-шамот 5-15; жидкое стекло 5-8; вода - остальное. Повьшгение трещиноустойчивости отливок достигают путем получения в поверхностном слое обезуглероженного слоя .с чисто перлитной матрицей толщиной не менее 2,5-3,0 мм, за котоо рой следует модифицированный слой с S шаровидным и вермикулярным графитом. СО Диоксид олова обеспечивает получение обезуглероженного слоя с перс литной матрицей, а хлорид магния модифицированного слоя с компактной .формой графита. 4 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (19) (11) (1) 4 В 22 С 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3767333/22-02 (22) 24,05,84 (46) 23.11.86. Бюл. 9 43 (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт

1 (72) С. С.Гурин, Е.И.Бельский, Г.И,Клещенок, Г.И.Самаль, Г.С.Петров. и А.С,Скоропанов (53) 62 1.744.079 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 354933, кл. В 22 С 3/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР

11 468688, кл. В 22 С 3/00, 1971. (54) СОСТАВ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ПОВЕРХНОСТИ ОТЛИВОК В ЛИТЕЙНЫХ ФОРМАХ (57) Изобретение относится к ли тейному производству, а именно к литью чугунных отливок с поверхностным модифицированным слоем.. Цель изобретения — улучшение качества отливок за счет повышения их трещиноустойчивости. Состав включает модифицирующие компоненты (хлорид магния и диоксид олова), активатор процесса модифицирования (хлорид натрия), огнеупорный наполнитель (шамот), жидкое стекло и воду при следующем соотношении компонентов, мас.7: хлорид магния 10-20; диоксид олова 40-50; хлорид натрия 20-25; .шамот 5-15; жидкое стекло 5-8; вода — остальное.

Повышение трещиноустойчивости отливок достигают путем получения в поверхностном слое обезуглероженного слоя с чисто перлитной матрицей толщиной не менее 2,5-3,0 мм, за которой следует модифицированный слой с шаровидным и вермикулярным графитом.

Диоксид олова обеспечивает получение обезуглероженного слоя с перлитной матрицей, а хлорид магния— модифицированного слоя с компактной .формой графита. 4 табл.

Изобретение относится к литейному производству> а именно к литью чугунных отливок с поверхностным модифи цированным слоем.

Целью изобретения является улучшение качества отливок эа счет повышения их трещиноустойчивости.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Для повышения сопротивляемости отливки к зарождению и росту трещин термоусталостного характера в поверхностном слое ее получают обеэуглероженную зону с чисто перлитной структурой толщиной не менее 2,5, 3,0 мм, в.которой отсутствуют гра.фитовые включения. Между обеэугле роженной зоной и глубинными зонами отливки с обычной структурой серого чугуна располагается слой с модифицированной структурой, в котором графит имеет вермикулярную и шаровидную форму. Этот слой препятствует образованию сквозных трещин.

Указанная структура поверхностного слоя отливки достигается путем нанесения на поверхность форм и стерж ней модифицирующего покрытия.

Диоксид олова и хлорид магния являются модифицирующими добавк:ами . первый — перлитизаторон металлической матрицы, другой — сфероидизаторон графита. Кроме того, диок:сид олова выполняет роль окислителя углерода чугуна, обеспечивая получение обезуглероженного слоя на отливке.

Модифицирующий эффект обусловлен взаимодействием компонентов состава покрытия с углеродом:.чугуна с образованием магния, олова и кислорода.

Киспород обеспечивает получение .обезуглероженного слоя, а олово способствует перлитизации металлической матрицы в поверхностном слое отливки, Магний обеспечивает формирование шаровидного и вермикулярного графита.

Хлорид натрия вводится в состав покрытия в качестве активатора, который способствует более полному протеканию реакций восстановления магния иэ хлорида, Жидкое стекло вводится в качестве связующего, а шамот— в качестве огнеупорного наполнителя.

В составе модифицирующего .покрытия используют.ся следующие материа лы: хлорид магния, хлорид натрия, диоксид олова, шамот, натриевое жидкое стекло с модулем 2>20-2,35 и

2 плотностью 1, 30-1, 35 г/ см и техничесэ кая вода.

Пример. Состав готовят из порошкообраэных хлорида магния, хлорида натрия и диоксида олова, молотого шамота фракции 0,05-0,1 мм, В краскомешалку вначале вводят хлориды магния и натрия, диоксид олова и тшательно перемешивают. Затем н процессе перемешивания последовательно добавляют шамот, жидкое стекло и воду до получения однородной суспенэии.

Состав наносят пульверизатором или кистью на рабочую поверхность формы и стержня> предварительно окрашенную противопригарной коксографитовой краской. 3а несколько приемов получают покрытие толщиной

190-1,5 мм, его подсушивают при 220250 С в течение 45-60 мин. Затем

1271621 собранную форму заливают чугуном следующего состава>7: С 3,2-3,5;

Si 2,0-2,2; Мп 0,5-0,7; S 0,03-0,08;

Р 0,1-0,2. Иэ отливок вырезают образцы и металлографически оценивают толщину обезуглероженного и модифицированного слоев, структуру металлической матрицы и форму графитных включений.

Трещиноустойчивость отливок оценивают по количеству циклов теплосмен до появления первых сквозных трещин в образцах 25х20х35 мм. Образец вырезают иэ отливки таким образом, чтобы на одном из его торцов

35 находился модифицированный слой.

При сборке пакета для термоциклирования боковые поверхности образцов изолируют àсбестовыми прокладками

40 толщиной 5 мм с тем, чтобы нагрев и охлаждение проводились только со стороны торцов образцов.

В табл. 1-3 приведены варианты составов для модифицирующего покрытия характеристика поверхностного слоя

45 отливки, получающаяся при нанесении их на поверхность форм и стержней, а также результаты испытаний образцов на термостойкость; в табл.4— данные о раэгаро и трещиноустойчи50 вости экспериментальных кокилей ци: линдрической формы с толщиной стенок

60 мм с применением наиболее опти - мального состава

Кокили отливают из чугуна следую 5 щего состава,X: С 3,45; Si 2,17;

Мп 065; S 0036; P 0 15, Составы для модифицирующего покрытия, приведенные в табл.l, обес162!

Т а б л и ц а 1!

СосСосСодержание ингредиентов, мас,X aÐ Диоксид Хлорйд Шамот Жидкое магния олова натрия стекло

Вода тав

50

20 5 .5

Остальное

15

То же

40 и

l5

23

50

15

15

25!.2

20

Таблица 2

Характеристики поверхностного слоя отливки

Сос-, тав орма графита модифвцироанном слое

Толщина обеэуглероженного слоя, мм

Структура металлической матрицы в обеэуглероженном слое щая тол-. на обезлероженго и мофициронного оев, мм

2,4-2,8

Перли т (П) 10-1 2

ВГ

ВГ+ ШГ

12- 14

2,8-3,2

2,7-2,9

) 4-15

IT ВГ з 127 печивают повышение в 1,5-1,7 раза сопротивляемости кокилей к образованию сквозных трещин, при этом раэгаростойкость их возрастает в 1,35 1,40 раза.

Применение состава для модифицирующего покрытия позволяет экономить 1,7 кг кокильного чугуна на каждую r,òîííó отливок, получаемых в кокилях.

Формула изобретения

Состав для. модифицирования поверхности отливок в литейных формах, включающий модифицирующие добавки, жидкое стекло и воду, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью улучшения качества чугунных отливок за счет повышения их трещиноустойчивости, он содержит в качестве модифицирующих добавок хлорид магния и диоксид олова и дополнительно содер-, жит хлорид натрия и шамот при следующем соотношении компонентов, мас,7:

t0 Хлорид магния !0-20

Диоксид олова 40-50

Хлорид натрия 20-25

Шамот 5-15

Жидкое стекло 5-8

Вода Остальное

1271621

Продолжение табл.2.

Характеристики поверхностного слоя отливки

Сос-, Структура металлической матрицы в обезуглерокенном слое

Толщина обезуглерокенного слоя, мм

Форма графита модифицироанном слое тав

2,8-3,0!

4-15

14-15

ЗюО Зэ2

13-15

l 4-16

13" 14

Таблица 3, Количество циклов теплосмен до появления первых сквоз ных трещин

Состав

Состав, r

550

670

610

650

620

680

650

580

Таблица 4

Число заливок до появленнг

Со с- омер тав кокнля

«1» признаков сетки сквозных износа раз гара трещин

215

320 840

220

345

860

215

330

850

215

330

860

225

350

870

ВНИИПИ Заказ 6279/12 Тираж 757

Подпис ное

Произв.-полигр. пр"тие, г. Ущгород, ул. Проектная, 4 щая тол на обезлеровенго и мофициронного оев, мм

2,8-3,1

2,8-3,2

2,5-2,8

Количество циклов теплосмен до появле ния первы сквозных трещин

ВГ + ШГ

IT ВГ + ШГ

П ВГ + ШГ

П ВГ+ ШГ

П ВГ + ШГ