Лигатура для выплавки силуминов
Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления медистых силуминов при необходимости модифицирования железосодержащей фазы. Цель изобретения - повышение технологических показателей при получении медистых силуминов. Состав обеспечивает достижение поставленной цели за счет того, что дополнительно к марганецсодержащему компоненту лигатура содержит медь, оксид (I или II) меди и алюминиевый сплав, способствующие выведению фосфора из марганецсодержащего компонента. При этом достигается дисперсность кремнийсодержащей фазы при сохранении дисперсности железосодержащей фазы. 7 табл.
СОЮЗ СОВЕ ГСК."ЛХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (эП5 С 22 С 1/03
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4732013/02 (22) 29.08.89 (46) 23.10.91. Бюл. Q 39 (71) Всесоюзный проектно-технологический институт литейного производства (72) Б. Д. Раэуваева, Г. К. Калашников и
Г.В.Петрова (53) 669.715.018(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
ЬЬ 1033560, кл. С 22 С 1/03, 1982. (54) ЛИГАТУРА ДЛЯ ВЫПЛАВКИ СИЛУМИНОВ (57) Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано
Изобретение относится к литейному, производству и может быть использовано для изготовления медистых силуминов при необходимости модифицирования железо- содержащей фазы.
Целью изобретения является повышение технологических показателей при выплавке медистых силуминов.
Лигатура для модифицирования железосодержащей фазы в силуминах дополнительно к марганецсодержащему компоненту содержит медь и оксид меди при следующем соотношении компонентов, мас. :
Марганец 6,6-25,0
Медь 33,3-58,3
Оксид меди 0,04 — 0,40
Сплав алюминия Остальное при этом количество оксида меди составляет 0,5-1,2 мас. от содержаниямарганца.
Медь обеспечивает технологичность на этапе изготовления лигатуры, поскольку
„„ЯХ„„1686015 А! для изготовления медистых силуминов при необходимости модифицирования железосодержащей фазы. Цель изобретения — повышение технологических показателей при получении медистых силуминов. Сос" ав обеспечивает достижение поставленной цели за счет того, что дополнительно к марганецсодержащему компоненту лигатура содержит медь, оксид (! или П) меди и алюминиевый сплав, способствующие выведению фосфора из марганецсодержащего компонента. При этом достигается дисперсность кремнийсодержащей фазы при.сохранении дисперсности железосодержащей фазы. 7 табл. раствор марганца в меди более легкоплавок не только по сравнению с марганцем, но и с медью, Оксид меди вследствие обменной реакции с фосфором в медном расплаве да-. ет летучий продукт, выводящий вредную примесь фосфора из расплава. Алюминий обеспечивает технологичность расплава при растворении лигатуры в силумине, поскольку взаимодействие лигатуры с расплавом силумина дает более легкоплавкий продукт, Введение в лигатуру оксида l или П меди с беспечивает удаление фосфора и дсстижение дисперсности кремнийсодержащей фазы при сохранении дисперсности железосодержащей фазы.
Для экспериментальной проверки предлагаемого состава подготовлены композиции, приведенные в табл, 6.
Задача экспериментальной проверки— установление дозировки окислов меди в эависимости от дозирования марганецсодержащих компонентов. В качестве контрольного параметра выбрана структура силумина после введения лигатуры.
В табл. 1 приведено содержание марганца и меди в лигатуре, заданное пределами, соответствующими требованиям ГОСТ
2685 — 75 к группе медистых силуминов.
Количество лигатуры определено из условия, что при введении лигатуры в расплав алюминия или силумина температура расплава не должна понизиться более чем на
30 — 50%, т. е. по уравнению
CAI "4AI MAI+ Слиг 1лиг Млиг = CAI Х х 1ак Мак, где CAI=1,08 Дж/K- теплаемкость алюминиевого расплава;
Слиг=0,90 Дж/К вЂ” теплоемкость лигатуPbl; А =850 С вЂ” исходная температура алюминиевого расплава, 1лиг=20 С вЂ” исходная температуры лигатуры;
tAI<=-800 — 820 С вЂ” коне:ная температура легированного расплава;
МА =-MAI< — Млиг — масса алюминиевого расплава (исходная), Млиг — масса лигатуры;
МА к — масса легированного расплава, Отсюда доля лигатуры, если легируемый силумин принять за 100%, составляет
3„6 — 6,0%, а соответст вующее количество компонентов матрицы дано в табл. 2 (при использовании металлического марганца) и табл. 3 (при использовании силикомарганца).
Состав матрицы при использовании марганца металлического, мас. :
Марганец 6,6-15,7
Медь 33,3 — 58,3
Алюминий Остальное при использовании силикомарганца, мас.%: . Силикомарганец 10,0 — 25,0
Медь 33,3-58,3
Алюминий Остальное
Эквивалентное коли ество окиси меди определено из обменных реакций:
2 Р+ 5 СиΠ— >Р205+ 5 Си;
2 Р+5 СщО-P2Q5+ 10 Си, Согласно им проведен расчет зквивалентной дозировки окиси меди по отношению к марганцу и силикомарганцу (табл. 4).
Отсюда следует, что зквивалентная дозировка окиси меди равна данным табл. 5.
В качестве исходных компонентов используют металлический марганец Мр . (ГОСТ 6008 — 82), силикомарганец СМн 20 (ГОСТ 4756 — 77), алюминий вторичный
АК5М2 (ГОСТ 2685 — 75, ГОСТ 1583 — 73), силумин СИЛ 2 (ГОСТ 1521 — 76), медь МО (ГОСТ
5 859 — 78), алюминий А5 (ГОСТ 11070-74), гексахлорэтан (ГОСТ 9991 — 74).
В разогретый до 1300 С тигель индукционной печи емкостью 50 кг загружают катодную медь, расплавляют и доводят
10 температуру расплава до 1350 — 1380 С. В расплав загружают расчетное количество металлического марганца или силикомарганца в виде кусков, После расплавления вводят в медной фольге под колокольчиком
15 окись меди и перемешивают расплав. Затем обрабатывают расплав гексахлорэтаном.
После снятия шлака вводят алюминий и после его растворения и перемешивания сливают лигатуру в изложницы. Алюминиевый
20 сплав готовят в печи сопротивления в чугунном тигле емкостью 90 кг. Куски лигатуры, которая легко дробится, вводят в расплав алюминия, Период их растворения не превышает 5 мин.
25 Механические свойства сплавов под влиянием лигатуры приведены в табл. 7.
Предложенный состав позволяет снизить брак отливок и поднять выход годного не менее чем íà 10%.
30 Формула изобретения
1. Лигатура для выплавки силуминов, содержащая алюминиевый сплав и марганецсодержащее соединение, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью повышения тех35 нологических показателей при получении медистых силуминов, она дополнительно содержит медь и оксид меди, а в качестве марганецсодержащего соединения — металлический марганец при следующем соотно40 шении ингредиентов, мас, :
Металлический марганец 6.6 — 25,0
Медь 33,3 — 58,3
О ксид. меди 0,04-0;40
45 Алюминиевый сплав Остальное причем количество оксида меди составляет
0,5-1,2 мас.% от содержания марганца.
2. Лигатура по п.1, отл и ч а ющаяся тем, что в качестве марганецсодержащего
50 соединения она содержит силикомарганец при следующем соотношении ингредиентов, MBc. .
Силикомарганец 6,6-25,0
Медь 33,3-58,3
55 Оксид меди 0,04-0,40
Алюминиевый сплав .Остальное
1686015
Таблица
Содержание, мас.Х к силумину +
Минимальное Максималь(oe Дополнительное
Компонент
0,6-0,8
Марганец
0,2
0,4-0,6
0,6-0,9
2,0-3 >6
1,5
3,$-5,0
Подшихтовка
Таблица 2 Подшихтовка, мас.Х к силумину
Содержание в лигатуре, мас.й лигатурой В том числе марганцем медью марганца меди
0,4 2>0
0,6 2,0
0,4 2,0
0 4 3,5
0,6 2,0
0,6 3,5
3,6
6,0
Та блица 3
Подшихтовка, мас.й к силумину лнГатурой в том числе
1Содержание в лигатуре, мас.Х спликомар- меди ганца силикомарган= медью цем
3- .3
3,6
6,0 т Та блица 4
Содержа- 3 ние фосфо ра, мас,X
Компойент Доля в лигатуре, мас,й квнвалентное количество
1 окиси I меди окиси II меди
0,03 0,06
0,05 0,08
0,08 0,14
0,07 0,12
0,10 . 0,17
0,16 0,29
Марганец .металлиЧеский
Силикомарганец
Т а б л и ц а 5 мас.X по отношению к нецсодержащему компо" нту
Компонент
II окиси I меди
Марганец метал,лический
1 Силнкомарганец
О,S
1,2
0 5
0,7
Силнкомарганец
СИн 20
Ъ
Медь
0,6
0,9
0,6
0,6
0,9
0,9
6,6
10,0
16,7
10,0
15,0
25,0
2,0
2,0
2,0
3 5
2,0
3,5
О, 005
О, 007
0,012
0,010
0,015
0,025
11,1
16,7
6>6
6,6
10,0
10,0
16,7
25,0
10,0
1,0
15,0
1$,0
55,5
55,5
33,3
58,3
33,3
58,3
55,5
55,5
33,3
58,3 эз,э
58,3
1686015 е (»
Ж аее
В « (4 ((Ъ
К м v а о ( (» (j! A ((l
xvf
g 4jt V e ((Ъ
СП ЛЪ СО О (Ъ ((Ъ
a a В * в в в
-Ю (4Ъ M 444
° 4 е" Ю
Ю(; !((Ъ uf ((»
° A *
Е A 4 Е ° в а а л л в а л о
1: I I IA I I ((((» а(oof tot
4 н (» о
I" ! 1 t 1 1 (»
О I 1 t 1 1
f E" f- ! I I I»
v vv.:: = = v
C OCt t"! 1 С
w о е(» (» о> съ о - аа ((- сеъ ul I (»ъ о оооо.- с»((- (( в ° в 4 В в Л 4 а 4 Л а В В
О О ОС ОООЮООООО(ОЮО с о (» о с((ъ о((о
4 а 1 14 в а а оооо(ооо с» с ю ю о ю о о лъ с ъ о о о о о о (ъ си о о 1о о о
В. » A a в «4 в а а ° ° е A 44 A I a al a а в (j4» (4l ul ul u1 4п 4п ((ъ (О м ((ъ ul 4(ъ (съ ul ul сл (еъ (съ (съ (n ul есъ ъ лъ з - э ъ (ъ э э - ul с «з w IW э а
4 а
4(j
t=( ае
»l в
ЮООООООО а ° в а 4 В а а
ЮцЪul(nul(n (Ъ (Ъ
« («(е е ° е» °
t"f ае а а ((t (Х, ЛОО ООО с» оооооо
4(! Е В е е (ОЮЮЮЮС
44,4 A ° A ° 4 В
«с»ООЮОЮО
4() o — (((ъ -а ul е(» ((jo ое о ((съ ((с \ Ъ 4сЪ 44 («4»» (Ь ° («((«((«((«l
5
1
Се (б
М
1 5 ((Се! 4!4! И
4((f I f i t j f & I I ! 1 й» 4jj О а(" " Ijj
1 "tЫ! I lIЫ(Пt t tta
ij
II I (» (О с
Ы!»» t I t!; I 1
1686015! й
О cd
m o
t о
11(1
Л 3 44 -"
g x
g и
Cd
Ф
Ю и
М
О О
1 1 1
4«
I Л
+++++++
m а4 ! I I 1 1 1 1. f 1
4t и О 4)
dd I4t I I,I t 1 1 Ict
44Ъ 4 Ъ Ct 01 О»» C«t 4"Ъ 44Ъ л «а л а а а а « а - Q ° ° ° ° а»
I 1 1 I 1 1
44 и CJ
О 1 1 I I 1 I О
44Ъ 4О О О РЪ ЧЪ CCI О 44Ъ
° - «C 4Ч 4 4 CC 4«C Cct Cct а а а л а а л а л
ООООООООО
О 4"Ъ 4«1 О О О О О О а а а а а «а а а
44Ъ ф 4 Ъ 4/Ъ 44Ъ 44Ъ 4/Ъ 44Ъ 44Ъ .Ф 44Ъ 441
ОООО ОООО О л л.а а а а а а а
О 44Ъ 4/Ъ 44Ъ 44Ъ 44Ъ 44Ъ 44Ъ 44Ъ
° 4«l » ю» ° а ° 9» 4Ъ
cd
m м
444 4О 4« ю ОЪ О - 4ч 4е 44ъ ! 4Ч 4Ч 4Ч 4Ч 4Ч 4Ч 4 Ъ 4 Ъ 44Ъ Ж В!
1в
:.1
1."!
« о и
Й .«1
4Ч
44Ъ
1-" 3 ,(»
441 ."6
О k
« I« съ о 5
m2ô !
» cd, cd m
4t m cd о о <
О Acm
1686015 а блица 7
Содержание марганца, мас.X
Исходное состояние после введения и выдержки в расплаве, мин:
Отпоситель- НВ ное удлинение8, % в шихте
72,4
76,3
72,4
АК5М2
0,23
0,23
0,23
159
154
2,5
2,5
2,5
То же, после введения марганца из расчета понышения со-! держания
его до 0,50 0,23
0,25
133
134
152
76,5
78,3
76,4
0,гЕ
2,2
2,0
2,5
0,45
0,48
201
189
191
82,6
82,6
84,9
3,3
3,0
3,0 марганца до 0,50
Редактор И.Шмакова
Заказ 3577 TN pa)K Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 исходное содержание желева
1, 27.
АК5М2 исходный после введения лигатуры Hs расчета по- 0,23 повышения
Механические свойства
Временное сопротивление ЕВ, МПа
Составитель О. Голыжникова
Техред М Моргентал Корректор Т.Палий
