Способ защиты отливок от обезуглероживания

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТРРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020876 (21) 2394098/22-02 (51) М. КЛ. с присоединением заявки ¹

В 22 С 9/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 050280. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 0802.80 (53) УДК 621,742..4:621 ° 74.045 (088.8) Б,А, Кириевский, Б,Х, Хан, Н.В, Шипулин, В.П, Марфунин и A.È. Журавлев (72) Авторы изобретения

)ig а ЩЦ

1 (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗЫЦИТЫ ОТЛИВОК ОТ ОБЕЭУГЛЕРОЖИВАНИЯ

Изобретение относится к литейно.- . му проиэвсдству и может быть использовано в литейных цехах, где применяется технология литья стальных деталей по выполняемым моделям, Одним иэ существенных недостатков,. литья по выплавляемым моделям является образование на стальных отливках обезуглероженного слоя, Причем глубина последнего может достигать

1 мм и зависит от технологических параметров отливки, и прежде всего от температуры заливаемого металла и времени эатвердевания отливки в форме. Металл обезуглероживается за счет взаимодействия кислорода с поверхностным слоем отливки ° Кислород может поступать в полость формы из в4здуха, проникающего через пористую корку, засасываться вместе со струей металла в стояк оболочки или адсорбироваться на частицах материалов, которые составляют покрытия.

Известен способ защиты отливок от обезуглероживания в керамической форме путем засыпки углеродсодержащего матерйала с одновременной заливкой в окружающие керамическую форму по всей ее высоте специально предусмотренные полости (1) . 30

Однако этот способ не предохраняет поверхности отливки от обеэуглероживания, а добавка при этом более

10% графита резко ухудшает качество отливки.

По технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому способу наиболее близок способ защиты отливок от обеэуглероживания путем оплавления первого и последнего слоев формы под действием тепла заливаемого металла (2)„ При этом в эти слои вводят легкоплавкие компоненты, например сплав Fe - Ас и Fe-S<

Fe-Sr ° Температура плавления легкоплавких составляющих должна быть выше температуры прокаливания форм.

Недостатками этого способа являются резкое ухудшение чистоты поверхности отливок эа счет выделения газа в случае, когда газозащитный компонент вводят в первый слой, образоваННе s отливках обезуглероженного слоя значительной толщины эа счет улетучивания большого количества газа до заливки металла в форму.

Белью изобретения является уменьшение толщины обеэуглеро енного слоя.

Бель достигается тем, то в качестве газоэащитногo но.,и1оненга ис—

71365) пользуют калиевый фторфлогопит в ко личестве 10-60%, причем вводят его в любой слой формы, расположенный между первым и последним слоями .

Сгособ заключается в том, что в процессе получения керамической оболочки в состав огнеупорного материала вводят плавленый слюдокристаллический материал типа фторфлогопита, Оболочку изготовляют так, что хотя бы в один из ее слоев, расположенный между первым и последним слоями, входит фторфлогопит в смеси с глиноземистым шамотом или плавленым кварцем на этилсиликатном покрытии, Керамическую оболочку формуют в опоке с опорным наполнителем. После npod калки в печи при 92 0-.96 0 С з аформованную оболочку заливают металлом, В процессе прокалки оболочки фтор<Ьлогопит (ТУ21 УССР 580-71). кристаллохимической формулы КМД (S3 AGO< ) Fg или К М (Б1 040, ) Г, содержащий около 10% фтора, выделяют в незначительном количестве газообразныее фт ори стые соедин ени я . При этом даже при выдержке в течение

10 ч выделение соединений фтора настолько. незначительно, что не оказывает существенного влияния на чистоту поверхности иэделий, Однако выделяющийся фтор влияет на предупреждение процесса окисления в первоначальной стадии заполнения формы металлом, При непосредственном соприкосновении с расплавом в момент заполнения формы интенсивно выделяются фтористые соединения. Последние предохраняют поверхность отливки от окисления за счет кислорода, поступающего через наполнитель и из окислов оболочки.

Дисперсность фторфлогопита опре деляется с учетом дисперсности основного компонента оболочки, например высокоглинистого шамота либо плавленого кварца, Обсыпку используют такую, чтобы количество плавленого слюдокристаллического фторфлогопита составляло 10-60 вес.Ъ.

Была проведена опытно-промышленная проверка способа в литейном цехе

Тульского оружейного завода для отливок иэ стали марки 50Л весом 45 г при,температуре заливки 1700 С.

Использовали следующую технологию изготовления отливки. Модели погружали в суспензию на основе этилсиликата с последующей обсыпкой. В состав обсыпки вводили высокоглиноземистый шамот и фторфлогопит, В первый слой вводили компоненты дисперсностью 0,2-0,315 мм, во второй и третий — лисгерсностью 1 2-2,0 мм, Содержание бсыпочного материала изменялось в пределах, указанных в таб лице, Количество, Ъ

2О шам убина обезуглеживания, мкм орф пит

91 9

300-350

170-190

105-135

89 11

80 20

70 30

7-0

11-0

60 40

ЬО 50

12-0

17-0

17-0

28-39

61-95

40 60

35 65

100

Как видно из таблицы, введение слюдокристаллического фторфлогопита в количестве менее 10% не оказывает существенного влияния на устранение обезуглероженного слоя, Уменьшение глубины обезуглероженного слоя не превышает 5-15Ъ, что связано с недостаточным объемом выделяющихся при разложении компонентов, включающих фтор. При увеличении содержания слюдокристаллического фторфлогопита свыше 60% ухудшается чистота поверхности отливок.

Плавленый слюдокристаллический материал следует вводить хотя бы в один иэ промежуточных (кроме внутреннего-контактного) слоев оболочки, При добавке его в наружный слой эф6() фект устранения обезуглероживания резко снижается, Формула изобретения

Способ защиты отливок от обезуглероживания, изготовленных преимуФторф.. огопит вводили в обсыпку только одного из четырех слоев, Огнеупорное покрытие сушили в течение

3 ч при 24 +2 С, затем при 125 С удаляли модельный состав. Корку заформовали в опорный наполнитель, прокаливали в течение 4 ч при 940 С и заливали сталью марки 5ОЛ при 17001710dc, B процессе прокаливания один из () промежуточных слоев, в который вводили фторфлогопит, прогревался и выделял фтористые соединения, При заливке металла выделение фтористых соединений увеличивалось, Выделяющиеся соединения образовывали защитный слой, препятствующий доступу кислорода. Результаты исследований представлены в таблице. щественно по выплавляемым моделям

I путем введения газоэащитного компо нентав форму, отличающий с я тем, что с целью уменьшения толщины Обезуглероженного слоя, в качестве газоэащитного компонента используют калиевый фторфлогопит в количестве 10-60%, причем вводят его в любой слой формы, расположен713651 ный между первым и последним слоями °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5 . 1, Авторское свидетельство СССР

9 43589.3, кл, В 22 С 9/04, 03.01,73.

2. Патент Великобритании 91130444, кл, В 3 Г, 03.02,67.

Составитель В. Муравьева на Тех е Ы. Баб ка Кояяект

Заказ 917 3/6 Тираж 889 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 NocKBa X-35 Ра ская наб. 4 5 филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4