Способ получения суспензии сплава
ОПИСАНИЕ
И ЗОБРЕТЕ Н ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВНДЕТИЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) ЗаявлЕно 09.07.74. (21) 2041627/22-2 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.03.76. Бюллетень Ме 11 (45) Дата опубликования описания 26.04.76 (51) М, Кл.
В 22Р 27/00
В 2221/00
Государственный комитет
Советв Мнннстров СССР
M делам изооретений и открытий (5З) а Д)х 62!.746.5S.621..746.02 (088. 8) (72) Авторы изобретения
А. А. Рыжиков, Л. П. Орлов, В. А. Кильдюшев, М. И. Рощин, А. Д. Клипов, В. И. Конышев и Ю. A. Сысуев!
t
1
: 1
) (71) За я вит ел ь (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУСПЕНЗИИ СПЛАВА
Йзобретение относится к технологии производства металлов, в частности к способу получения суспен
l зии стали или чугуна для разливки в слитки или в формы.
Известны способы суспензионной разливки для получения качественного слитка.
Одним из наиболее эффективных средств повышения качества отливок является воздействие на металл в период кристаллизации, когда зарождаются и формируются основные их пороки. Действенным средством управления процессом кристаллизации толстостенных фасонных отливок является использование суспензионной стали, т. е. стали, имеюшей температуру ниже температуры ликвидуса, когда она представляет собой металлическую суспензию, так как в этом случае в расплаве имеются взвешенные частицы твердой фазы, которых тем больше. чем ближе его температура солидуса. При затвердевании суспензионной стали удается быстрей, чем обычно, пройти интервал кристаллизации и, следовательно, значительно уменьшить вероятность образования пороков в отливке. Лля снятия перегрева жидкого металла и повышения скорости кристаллизации при разливке вводят различные инокуляторы. В качест)ве инокуляторов применяют желсзныс порошки, железную стружку, раскислители. Суспензию, которую получают вводом инокуляторов, называют зкзогенной. Однако ввод ннокуляторов затрудняет разливку и загрязняет при этом металл неметаллическими включени>|ми; необходимы специальные устройства по вводу инокуляторов. Кроме того, при вводе попошков достигается снижение температуры металла при заполнении литейной формы лишь до температуры ликвидуса или немного ниже ее. Жеттатстгьно и) же получить большее переохлаждение до температур, близклх к температуре солидуса. При экзо снной сус. пензиопной разливке суспензия получается непосредственно в отливке или в слитке.
Известен способ получения суспензии сплава (Ц.
15 Сильное перемешивапне металлического сплава задерживает образование непрерьгяной твердой пространственной структуры. С помошью перемсшивания можно заставить свинцово-ояовянистый сплав вести себя как тиксотрогшую суспензию прн содержании твердой фазы вьцпе 0,5.
Был проведен ряд ollhlIBB, для которых использо.
BB IcR сплав из высокочггсто|î олова ()9,9, ) и свинца (15, ) . Расплав предварятсльно псремсццтвают для одноро;цц г ги и оттшттагот в кояьцсвос пространство р между внешним и внутренним цилиндрами, I pc ему
5(г/З9()т ю((33)Ям(>ткнос(ь за((3ср((ева)!. O(::-)и иэ цилинцр»В ра»ГЯ Ься. В ПсрВОМ рядЕ ОП((ТОВ раеллаЬЛЛ(пт
В .>Ньневом пространстве и зятем охлаждают»ри ((>сэ(эянной ск(3рости )20»С + ". С чаc1 От теxmcp3)уры вь»((с ликвидиуса цо задашгой гсьl»cðBTóðü! В пдс
;l(.ii.. жидко-твердой обласп), нрсжде чем начать
Вр;»денис цилиндра. Сдвиг начипа(от fpH 0.1 об/ми(!
» увс((ичивают до 500 об/мин, ВО ))т(эроы ряде опь>.ОВ сплав нагревают выше тем»ературы ликвидиуся и»хлаждают при постоянной сКоросТН в» время сгпига. После испытания врашение прек133шя(»т) открыВают цвсрпу печи и охлаждают Водой Hu!)epx»n(:T» писк»зиметря, который помешается в нагрева )е:(ьl«>H! lc (и со»ротивления. Затем удаля(от»бряэеп. ряэ рез;»от его на части и исследуют металл»графи .скн.
В результате исследова (ий сделаны следуio»(HP Выводы. В образцах, частично затвердевших !» c )в(и 3) лефэрмация ((((кализуется. Образ((! (, содсрж;шис более 15% твердой фазы, проявляют " Очевидный г(пе)тел текучести", который возрастает с у)(еличе»исм с»держания твердой фазы. Если сдвиг,произвол(г(ся непрерывно в процессс охлаждения сплава от тем((ературы ликвидуса до желаемой окончательной TcM" пературы, то напряжения сдвига, требуемые для у1((3ñ тического течения, уменьшаются. Жицкотверд((я смесь теперь ведет себя как жидкая суспензия Ст ру :турное исследование показывает, гго сдвиг происхо.. дит через поперечное сечение образца и что !!epr(BH фаза присутствует в виде мелкозернистых частиц суспензии. Таким образо л, сильно перемеша шый п» время начальной стадии затвс э пня спля В, э(3 --7О имеет Определенные cH»HcTB(: ктер»ыс (гля т(.ксотропной суспензии.
1)зпользовать этот полутвердь(й материал мотки» только при литье под давлением. Кроме того„предложенный метод приемлем только цля цветных металлов, так как скорость охлаждения низка, гто удлиняет присутствие металла в емкости, а это приводит к ее разрушению. Непрерывное понижение температуры с постоянной скоростью не позволяет сохранить заданное содержание твердой фазы в расплаве в течение некоторого промежутка времени, т. с. нельзя залить несколько отливок с одинаковым количесвом твердой фазы.
Цель изобретения - повьппение качества Отливок.
Способ отличается тем, что в интсрвале темпера тур ликвидус-солидус охлаждение сплава ведут со скоростью 10-0,2 С/мин, а интенсивность перемепл(о вания изменяют от 5 до 100 06/MHE.
Регулирование скорости охлаждения дает возможность получить суспензию с заданным количеством твердой фазы, сохраняемым в течение времени, необходимого для разливки нескольких отливок.
Способ осуществляют следующим образом.
Металл, выплавленный В печи, разливают в емкость. В емкости производят охлаждение его до температуры ликвидус с любой скоростью, а В интервале ликвидус-солидус охлаждение металла ведут медле((но с регулированием скорости от 10 до 0,2ОС/мии.
Регулирование скорости осуществляют путем компенсации потерь тепла, т. е. подогревом, например, (,> э.le!. (p»(»i(3êo!3ü(M. 11ри ск»р(>сти Ох)!.(ждения метя"
» .1:(6»)i(с 10 (,) ьпп(ocT3((ьну)О или !)- г)гнн>))0 су ciic! э!".. ) Полу)(ить п1)актичсcvH не удалось, 3TQ Обт(яснлст я (см, что В»зника(ощий фрон(кр>ис(ядтлизаш(и
c(стороны теплоотвода обуславливает интенсивный росс )cpHcT37((o)3 (зятвсрдевание расплава, 1pIi достижении температуры, со»тветствуюшей
3:(((((нно"!у кс>личеств< ЯВерцой фазы, ск >pocT!) О)х,- 70(-,, .(Я .((те»«я уменьшают до 0,. мин. (1эвсстно. что раси.Лавы металлов H обычных уел»> ли )х при содержании твердой фазы около 0 и(исIor (:óëcI3)T(o жидк.) гсь учесть. 11» этому уже прн соцерх(я((ии 5 твердой фазь! лця с»хранения жицкотеку мг(и расплава его перемешивают. Причем инте((сии)((э<)т! »ереме»(ива»ил увеличива)от с Возрастанием
КО ° (Ч C131 тВЕРЦОЙ ((.3:(b(.,((((Я СОХРЯ(ГЕНИЯ ЖИЦК»ТС кт")сс г(! суспснзии с сОЛС13жанисм тве13лой фя .!)I От л(э 0 х- и! (((Л(сивность (>со)сь(е!»« (33 I(HH 3) Hc)i»i!H!3;>(» »1 5;(О 1ОО об(мин. !рэ (< (с(<не с3 сле»з«и с содержаi! Hc(твсг>;(ой фязь! более 50 i »с»елее»образно
ВИНЦУ РЕЗКОГО ПОВ ">((3(C((HH (H»IPI(i(
»О>())ЧСНН >)(О ) ЯКИМ М(. ТО;(ОМ) »37))(133)OT ЭНДОГСННОИ.
Лат(се гроизводят заливку эндогснной сус((снзии
>3 c:(и Тки или В Нитей ну(о (1>opxii> и н(элуч!) ют мстял и высского качества с высокои >глот»осты». При ВТ»М умены»яется усалочняя раковина, cTpvKT)ра мелко3СРННС ГЯЯ, ИОВЫШЯЮТ СЯ MiCXB! IHЧССКИС СВОЙС(ВЯ IHC
Т3. i:I3 ..! 1ля РЯз)п)(х металл»в интервал тек(иератур 33твсрлсвания ликвидус-солидус, лри кот»ром происк(.цит о613(>зов(тине с<с»сиз«и, будет различным. как
: (ияксимя.» ((»c содержание твердой фазы в рас»ла3cIjpH сохранснии жицкотскучести.
Снос»о может obfT! »ояс:(ен ня примере получения
:;цогенной суспензии стали 35, Металл-сталь 85 вьшлгвляют в эл ктролечи и выО
4(()г,скан) —, )3 ковш ((ри гемперат pc на 60-h0 С 33!(()e .(Ип:видуса. Затем иэ (;»вша Mp337л вместе со шлаком заливают в CM(cccT!, нагретую до 800-900 С, лри ,,о тем»срятурс I 20-40 С Вып е лик()ицуса. Емкость
> а
3li Cph1 33lOT К|эып(КОЙ. Коr(H)! T(3<> MCTBT(3 B CMKOC ти - 500 <Т. Скорость остывания металла в ней составляетт 20-25»С) MHH 6(3»одог13ева и 1(CpCMCI IH(33(H H,(1ля (lorLoI pc!33 H ((cpc(>ifc(!IHÂ3l)I3H емкост ) по)мешя)ат ьнутрь со. fc!(oè73 и через мста;(л и Вглак про»уск(Пот э 1cKTp(l«ccKH)(".Ок, i!»7130; J(нмый Вст>хн((м и
;Я ни ад? и м э. е к т ) > Ода ми . КО! f!! :)cêтроца В »»лак и величины тоня, а»ерсмешиванис»роисход«т за с< ет Взяи l»73!(c! В)(я .>лскт13>(чес!.ОГО тока, лрохоцящсг» чер<. э металл, и ма) ((ит(:ого:.(Оля . 35 с(>лснсица. 113лряжснлс 60-70 в; сила тока соле((он>и! 1003) а си((у (окь, »»;(в(.лим»!» э:(сыр»да((и) ре! улируют i(o 80003, Г)ь(3 тока I(3 э: cixlp».(c ", 1000а
)» ( (э(>сслсчивас ск»рос) ь»x! (а 3с!ения, р (H» ((> Г- ь ..,,мин.
ПО) иж(. Н(с тс>и (((>с ), i)((! I!c (p) i»T .)3 инО-(1!)) и
50 klopor(lic()h(x((I ГсpM»1 р (!«и, л»! DvrKB (их (!-:рсэ I!po6
°
Формула изобретения
В зависимости от хода технологического процесса зто время составляет 2-10 мкн. При температуре
1500 С скорость охлаждения уменьшают до0, С/мик, о „о 5 увеличивая подогрев,так кактемпература перетектического преврашекия для стали 35 составляет 1496 С. о
Ее фиксируют HccKoilbKHMH замерами. При данной температуре в металле 38% твердой фазы (по диаграмме состояния Fe-С) . Максимальная интенсивность
1О перемешквания - 18 об/мик. Полученную суспекзию через стопоркое отверстие (4> 40 мм) выпускают в литейную форму, ке прекрашая подогрев и перемешивакке.
Источники информации, принятые во внимание прк экспертизе; &реттсат* Э.Ь.,МаЬт аЬ|ап 3., Fi.,втттттт(гв g. C,„,Måñ.àÛUr досад Тт аттмсО 1972МЗ, р. 1925-! 932.
Составитель Л. Шкхова
Редактор Jl. Ïèí÷óê Техред А. демья ног и Корректор 3. Фанта
Заказ 17 08 Тираж 1 002 Подписное
ЦНИИПИ Государстяекного комитета Совета Министров СССР по делам кэобретеккй к открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская каб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 01 межуткк времени, которые обеспечивают контроль изменения температуры металла.
Способ получения суспензии сплава. преимущест векко стали,включаюший регулируемое охлажден! е его до температур в интервале ликвндус-солилус с одновременным перемешиванием, о т л и ч а в гц и и с я тем, что, с целью повышения качества отливок, в интервале температур лкквндус.солидус охлаждение сплаяа ведут со скоростью 10-0,2оС/мин, а интенсивность черемешияания изменяют от 5 до 100 об/мнн.
