Способ модифицирования чугуна в литейной форме

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к модифицированию чугуна в литейной форме. Цель изобретения - повышение качества разностенных чугунньк отливок при использовании модифицирующей присадки одного фракционного состава - достигается заливкой расплава через стояк 1 на модификатор 2, разделенный на слои газифицируемыми пластинами 3, помещенными в реакционную камеру 4. Модифицирующая присадка растворяется послойно. В объем пластин при их изготовлении введен магний в виде i-ранул, поддерживающий эффект модифициройания при переходе от слоя к слою присадки. Количество слоев д.б. не менее трех. 1 ил, 1 табл. с Ш (Л

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

15 A i (19) (11) (д 4 В 22 П 27/20, В 22 С 9/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Ф

Й f " 1Р",";„-..;

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и ., „И

Н А STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИБДЦ0- „1(> (54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА В ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЕ (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к (21) 3780657/31-02 (22) 06.08.85 (46) 30.06.87. Бюл. В 24 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) В.Г.Горенко, О.И.Шинский, Н.В. Манойло и Б.О.Черняк (53) 621.746.58(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 1044410, кл. В 22 С 9/08, 1982.

Авторское свидетельство СССР

У 1134290, кл. В 22 D 27/20, 1983. модифицированию чугуна в литейной форме. Цель изобретения — повьппение качества разностенных чугунных отли- . вок при использовании модифицирующей присадки одного фракционного состава — достигается заливкой расплава через стояк 1 на модификатор 2, разделенный на слои газифицируемыми пластинами 3, помещенными в реакционную камеру 4. Модифицирующая присадка растворяется послойно. В объем пластин при их изготовлении введен магний в виде гранул, поддерживающий эффект модифицирования при переходе от слоя к слою присадки. Количество слоев д.б. не менее трех.

1 ил, 1 табл.

1320015

Изобретение относится к литейному производству, в частности к модифицированию чугуна в литейной форме.

Цель изобретения — повышение качества разностенных чугунных отливок 5 при использовании модифицирующей присадки одного фракционного состава во всех ее частях. Части модифицирующей присадки в реакционной камере располагают по крайней мере тремя

10 слоями. Между слоев устанавливают пластинки из легковыжигаемого материала, преимущественно пенополистирола. В объеме этих пластин распре15 делены гранулы магния в количестве

4-97 от массы пластин.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

Расплав через стояк 1 заливают в литниковую систему. Он вэаимодейст20 вует с модификатором 2, который разделен выжигаемыми пластинами 3 по крайней мере на три слоя. Взаимодействие расплава с модификатором происходит в реакционной камере 4. При взаимодействии жидкого чугуна с вы шележащим слоем модификатора он вы..мывается и растворяется. Толщина слоя модификатора, уменьшается неравномерно: со стороны входа расплава в камеру быстрее ввиду более быстрого прогрева модификатора и наличия динамической составляющей скорости входящего потока жидкого чугуна, а со стороны входа расплава из камеры — более медленно. Поэтому в окончательной стадии взаимодействия жидкого чугуна с.модификатором слоя, когда наступает уменьшение площади их контакта, происходит полностью вымывание модификатора со стороны входа в камеру, и жидкий чугун по каналу, образовавшемуся в результате деструкции пенополистироловой вставки, посту45 пает на поверхность следующего слоя, а также омывает с двух сторон оставшийся модификатор предыдущего слоя. Это позволяет увеличить поверхность . взаимодействия жидкого чугуна с мо50 дификатором и тем самым уровнять содержание модификатора в чугуне эа весь период заполнения формы. Однако при переходе от одного слоя модифнкатора к последующему происходит

55 снижение массовой доли модификатора в чугуне вследствие недостаточного прогрева обратной стороны предыдущего и поверхности последующего слоев.

Это снижает содержание магния в чугуне. Снижаются и механические свойства чугуна в соответствующих местах отливки.

Для устранения укаэанного недостатка в полистироловую пластину вводят при изготовлении гранулированный магний. В период заполнения зазора между слоями он взаимодействует с жидким чугуном и повышает содержа" ние магния в расплаве. Это позволяет практически устранить неравномер ность модифицированного чугуна при переходе от одного слоя модификатора к последующему.

Уменьшение количества слоев модификатора (менее трех) ведет к увеличению толщины слоя модификатора, Что замедляет процесс растворения модификатора и проникновения жидкого чугуна к полистирольной вставке, что ведет к неоднородности микроструктуры, снижению и неоднородности механических свойств по сечению и высоте отливки.

Снижение содержания магния в пенополистироловой пластине ниже 4Х ведет к образованию локальных объемов в отливке с заниженным содержанием магния и, как следствие, к снижению механических свойств чугуна в этих объемах.

Увеличение содержания магния свыше 97 ведет к дополнительному расходу магния, возможному выбросу металла из литниковой системы, появлению в локальных объемах свободноструктурного пементита.

Толщина слоя модификатора в реакционной камере может быть определена по формуле

0,3 т (1 + д )4 P где h — начальная высота модификаР тора в реакционной камере без учета толщины пластин; и — допустимое отклонение содержания Mg от среднего значения, Е.

Холичество пластин и определяет- " ся согласно выражения п = (— — 1), hp

h) а толщина пластин определяется из условия возможного заполнения кана,ла. образованного пенополистирольной

22 мм;

0,3 . 90

n (— —.1) 1 шт.

z 41

Спосоп кодифидиравания

Покаватели

Предлагаемый

3 J 4 Г г ) г

Количество слоя модификаторе в реакционной камере

Расход кодификатора от массы заливаемого чугуна, I

1,05 1,05

1,05

1 ° 05 1,05 1,05

1,05

1,2

Содериание магния в aeaoaîëèстироловой пластине, I

3,0 4,0

9,0 е,0

»,0

8,0

6,0

Максимальная разница нри химическом составе чугуна по магиюо н

RpP.NBHKI Х

132 120

160

112

115

139 151

1!5

Предел п рочиости чугуна прн растявении, 78la

540-495 540-510 560-$20 575-562 570-555 560-520 535-490 560-535

Относительное удлинение чугуна, I

3, 6-1,8

247-195

4 ° 4-3 ° 1

4,4-3 ° 8

7,2-6,6

232-227

7, 1-6,7

230-228

4, 3-2, 9 3, 5- I, 7 - 5, (}-4, 2

232-198 243-190 228-221

Твердость (88) 235-205 228-224

Количество феррита в чугуне, й

56-30

54-36 $3-47 57-54

55-50

55-34 $4-29 54-18

3 13200 пластиной, и может находиться в пределах 5-10 мм,причем уменьшение пластин менее 5 мм может привести к остановке потока металла, а увеличение свыше 10 мм ведет к необоснованному увеличению расхода металла .

Например, при h 90 мм, 232

= +5X d „« "107. толщина слоя модификатора

0,3 90

Т э

h- - — — — д-„41 мм.

Отсюда количество пенополистирольных пластин п (— 1) 3 шт;

z 22

Пример. Проверку проводят при изготовлении корпуса червячного редуктора из чугуна с шаровидной формой графита, имеющего следующие габаритные размеры, мм: высота 600, 1S 4 ширина 620 и длина 750. Масса отливки 245 «+ 5 кг.

В качестве исходного чугуна для модифицирования используют чугун следующего состава, мас.7.: С 3,33,4; Si 1,45-1,50; Мп 0,25-0,3;Ni

0,05; Cr 0,04; P 0,07; S 0,02-0,03.

Чугун выплавляют в электродуговой печи. В качестве газифицируемых пластин применяют пенополистироловые пластины толщиной 5-7 мм, которые получают автоклавным методом (P „ = 0,2-0,4 И?а, время спекания .

4 мин, охлаждения — 6 мин) из пред- варительно вспененного пенополистирола ПСВ-Л фракции 0,5-1,0 мм в воде (температура воды 370 К, время вспенивания 3 мин) и смешанного с

4-97, магния гранулированного МПГ фракции 0,05-0, 1 мм.

B качестве комплексного модификатора использован сплав ЖКИ-2. Температура заливаемого чугуна в форму

1680-1700 К.

В таблице приведены данные модифицирования чугуна в форме, микроструктуры и физико-механических свойств чугуна.

1320015 6

Формула изобретения

Составитель Т. Королева

Редактор 3. Слиган Техред Н. Глущенко

Корректор А.Ильин

Заказ 2559/12 Тираж 740

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

В способе I содержание магния в пластине менее 47., а в способе 5 более 97. При осуществлении способов 6 и 7 соответственно использовано два и шесть слоев модификатора. 5

Из данных таблицы видно, что предлагаемый способ модифицирования чугуна позволяет уменьшить максимальную разницу химического состава чугуна по магнию и кремнию в различных частях отливки с 160 до 1 12-120Х уменьшить разницу в величине предела прочности чугуна при растяжении с 10 до 2 5-6,57., в величине удлинения с 200 до 7-35Х и величине твердости (НВ) — с 26,0 до 2,0-15Х.Исследова" ние микроструктуры чугуна из различных частей отливок показало, что предлагаемый способ модифицирования позволяет получать в микроструктуре малую разницу по количеству феррита.

Способ модифицирования чугуна в литейной форме, включающий пропускание расплава через реакционную камеру с модифицирующей присадкой, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения качества разностенных чугунных отливок при использовании модифицирующей присадки одного фракционного состава во всех ее частях, части модифицирующей присадки располагают в реакционной камере по крайней мере тремя параллельными горизонтально расположенными слоями, между которыми устанавливают пластины иэ легковыжигаемого материала, м преимущественно пенополистирола, с распределенными в объеме этих пластин гранул магния в количестве

4-9 от их массы.