Способ обработки металла в литейной форме

 

(„, 727325

Ссюз Советскик

Социалистические

Республик! .з

» ъъ " -ь л 1 > ) .

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) jl,ополнительное н авт,свил-ву (22) Заявлено28.03.77 (21) 2467701/22 02 (5! )М. Кл.

В 22 Ь 27/20 с присоединением заявки М

Гооудеротеенный комитет. СССР (23) Приоритет

Опубликовано l5.04.80. Бюллетень Ло 14 яо делам изобретений н открытий (з) УДK 621.746..58(088.8) 1

Дата опубликования описания 17 04.80 (72) Авторы изобретения

В. Г. Горенко, H. П. Пухальский, И. Г. Раздобарк» и В. Ф. Дурандин (71) Заявитель

Институт проблем литья АН Украинской ССР (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА

В ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЕ

Изобретение относится к черной ме таллургии и литейному производству, в частности к обработке металла в форме.

Известен способ изготовления отливок из высокопрочного чугуна, заключаю щийся в том, что куски лигатуры укла5 дываются либо в литниковую систему между стояком и шлакоуловителем, либо в специальную закрытую чашу над стояком (1). Литниковый ход отделяют от емкости, в которую укладываются куски лигатуры специальной сеткой .

Известен также способ получения отливок из чугуна, включаюший обработку чугуна модификатором, который перед установкой в полость литейной формы нагревают до 200-300 С.t.?).

Указанный способ позволяет удлинить время диффузии паров магния из вставки в поверхностный слоЙ отливки.

И результате достигается увеличение слоя чугуна с шаровидным графитом, что дает возможность использовать этот способ для получения отливок, подвер2 гающихся механической обработке. Если проводить нагрев вставки до более высоких температур, то диффузия магния идет более интенсивно и магний успевает раствориться в большем объеме чугуна, в результате чего на поверхности отливки концентрация магния оказывается недостаточной для образования шаровидной формы графита. Кроме того, следует учесть что модифицируюшая вставка соприкасается с определенной частью отливки и при нагреве вставки до температуры выше 300 С происходит частичное о растворение модификатора и нарушение геометрии отливки.

Цель изобретения - оптимальное растворение вводимых присадок в первой порции металла, более равномерное растворение модификатора в процессе всей заливки металла в форму, получение оди иаковой микроструктуры во всех частях отливки и повышение физико-механических свойств металла.

727325

Зто достигается тем, что по предлагаемому способу предварительно нагревают поверхность модификатора до температуры, равной 0,35-0,70 температуры

"плавления используемых присадок, причем до.этой температуры нагревают 1060% количества используемых.присадок.

Вводимый по предлагаемому способу в форму модификатор растворяется пол - ностью, и, регулируя температуру нагре 10 ва и количество нагреваемого модификатора, можно добиться выравнивания хими- ческого состава микроструктуры и свойств чуг на.

Растворение вводимой присадки в иоходном- металле зависит от целого ряда факторов. Известно, что в период соприкосновения холодного модификатора с первой порцией заливаемого металла практически растворения не происходит до досйО тижения в поверхностном слое вводимого сплава определенной температуры,; Поэтому стараются увеличить время контакта первой порции метачла с модификатором.

Применяемые для этого методы не всегда 25

I дают стабильные результаты, и часто в первой порции металла растворяется меньше оптимально необходимого количества присадки.

1.

Предварительный нагрев ввбдимой при- >О садки до определенной температуры позволяет увеличить ее растворение первой порцией металла. Проще всего производить поверхностный нагрев присадки после ее ввода в элемент литниковой системы, расположенный в нижней;,опоке. Велики чина поверхностного нагрева вводимой присадки зависит от крупности фракции присадки и температуры заливки сплава.

При величине фракций присадки до 2,0 мм 4 и высокой температуре заливки металла, в -HacTHocTH исходного чугуна при пол Чении высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита, в пределах 14001440 С величина предварительного нагре- 5 ва может составлять 0,35 температуры - плавления используемого для обработки сплава. При использовании для обработки металла присадки с величиной кусков до

10 мм и заливке в форму чугуна с температурой 1320-1350 С для стабиль " ного "noiiучения шаровидной формы графита в микроструктуре полученного из первой порции металла необходимо производить нагрев поверхности кусков до температуры, равной 0,7 температуры плавления используемого для обработки сплава.

Д

Если учесть, что нагрев производит ся с поверхности присадки, то количество сплава, подвергаемое нагреву, составляет в среднем 10-60% от общего количества сплава, используемого для обра.ботки всего металла, заливаемого в форму, Пример . Специальную литниковую систему формуют в парных опоках, Чугун заливают в воронку. Через стояк и промежуточный канал он попадает в реакционную камеру, в которую помешают порцию исследуемого модификатора. После заполнения камеры через тангенциально рас положенный в камере канал, шлаковик и кварцевую трубку чугун выходит иэ формы и выливается в стержни, установленные на подвижной платформе, которую перемещают по мере заполнения стержней металлом.

Количество пропускаемого через литниковую систему металла соответствует

1% модификатора, помещенного в реакционную камеру. Литниковая система имеет следующие элементы: стояк диаметром 22,5 мм и высотой 250 мм; ! . переходные каналы диаметром 15,0 мм; реакционную камеру диаметром 125 мм и высотой 165 мм; шлаковик с сечением 25/35х30 мм и выходной канал диаметром 125 мм.

Нагрев модификатора производят газовой горелкой при снятой верхней опоке. Для контроля нагрева модификатора через каждые 2 мм по высоте укладывают хромель-алюмелевые термопары диаметром 0,15 мм, сваренные в"тык.

Для записи изменения температур используют потенциометр ЗППО9М. Средняя температура нагрева модификатора 140 С;

185 С; 390 С; 680 С; 885 С и о

960 С. При температуре плавленияисполь-, зуемого модификатора 1270 С темпера тура его нагрева до 185 С и 885 С соответственно составляет 0,35 и 0,7 температуры плавления.

Влияние степени нагрева модифика.— тора на изменение скорости его растворения в чугуне определяют путем иссльдованйя химического состава образцов, залитых в стержни.

На опытных образцах исследуют микроструктуру и механйческие свойства получаемого чугуна.

В качестве исходного металла иопользуют чугун следующего химического состава, вес. %: 3,55-3,62 С; 1,57

1,68Я ц 0,56. Мп 0,023-О,0289 и

727325

0,053-0,065 Р. Температура чугуна в процессе его заливки в форму следующая; 1320-1350 С; 1360«-1380 С и 1400-1440 С.

Для модифицирования используют дроб- 5 леный модификатор с крупностью фракций до 30 мм, Модификатор имеет следующий химический состав, вес.%; 7,34 М, 1,86 Са; 4,71 РЗМ; 54,86 Sl и железо остальное. Расход модификатора во 10 всех случаях 1,0%. Температура заливки чугуна находится в пределах 13601380 С.

При использовании модификатора без поверхностного нагрева и установке в шлаковик пенополистирольной вставки первые порции металла получаются немодифицированными и имеют низкие физикомеханические свойства. Подобные результаты получаются при нагреве поверхности модификатора до температуры более низкой, чем 0,35 температуры его плав ления. Предварительный нагрев поверх1 ности модификатора до температуры

0,35-0,70 температуры плавления при крупности фракций 0,5-5 и 3-8 мм дает возможность получить оптимальное растворение вводимых присадок в первой порции металла, более равномерное их растворение в процессе всей заливки иоходного чугуна в форму, выравнивание микроструктуры, а также повысить физико-механические свойства чугуна.

Повышение температуры поверхности моди-.

6 фикатора выше 885ОС приводит к интенсивному растворению модификатора в первой порции чугуна и увеличивает нераьномерность его растворения в процессе всей заливки формы. Изобретение дает возможность повысить физико-механические свойства высо1 копрочного чугуна, полученного из первой порции металла.

Фор мула изобретения

Способ обработки металла в литейной форме, включающий размещение в элементах литниковой системы присадок, цредварительный их нагрев и заливку литейной к>рмы жидким металлом, о тл и ч а ю щ,и и с я тем, что, с целью регулирования распределения присадок в первой порции металла и повышения однородности микроструктуры и физико» механических свойств металла в различных сечениях отливок, поверхностный слой присадок в количестве 10-60% от .общего их объема нагревают до темпера-, туры, равной 0,35-0,70 температуры плавления обр абатываемого металла.

И=точники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии % 50-17327, кл. 10 Х55.1, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Ne 444606, кл. В 22 9 27/18, 1971.

Составитель Т. Королева

Редактор E. Яковчик Техред Э. Чужик . Корректор С. Шекмар.

Заказ 1034/8 Тираж 889 Подписное

ЦНИИПИ Государственно1 о комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4