Смесь для изготовления облицовочного слоя форм при литье алюминиевых сплавов

 

Союз Советскик

Социалистических республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ . п>780944 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 26. 01. 79 (21) 2717239/22-02 с присоединением заявки Нов (23) Приоритет

Опубликовано 23.11.80. Бюллетень М 43

Дата опубликования описания 251180 (51)М. Кл.з

В 22 С 1/06 (53) УДК 621.742..4(088.8) Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий.з,-B. М. Лебедев, tO. И. Холодов, С. Л. Натапов и Л. Х. Энтин (., -; 7 т с

-,,;-.. 1

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СМЕСЬ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОБЛИЦОВОЧНОГО СЛОЯ

ФОРМ ПРИ ЛИТЬЕ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам облицовочных смесей для изготовления форм при производстве алюминиевого литья.

Наивысшие значения механических свойств отливок иэ алюминиевых сплавов обеспечиваются при литье их в металлические формы(кокиль). При этом свойства образцов, вырезанных иэ отливок, близки по своим значениям к свойствам отдельно отлитых образцов или даже превосходят их(1) .

Однако в металлических формах возможно получение годных отливок 15 лишь из сплавов эвтектического типа, т.е. застывающих одновременно во всем объеме и имеющих узкий интервал кристаллизации. В таких отливках при литье в кокиль не возникают внутренние 20 напряжения, приводящие к образованию ,горячих трещин.

Для борьбы с усадочной пористостью применяют металлические холодильники, изготовленные из чугуна, стали или алюминия..Однако применение холодильников обуславливает резкий перепад температур по зонам отливки и зачас-. тую приводит к образованию горячих трещин под холодильниками или между ними.

При литье в металлические формы алюминиевых сплавов, имеющих широкий 25 интервал кристаллизации, например сплавы Ал119, ВАл-10 и др., получение годных отливок затруднено из-эа больших внутренних напряжений, возникающих при усадке отливок, что приводит 30 почти к 100%-ному браку отливок по трещинам.

Экономически целесообразно применение кокильного литья лишь в случае изготовления большого количества отливок. Поэтому, несмотря на увеличение применения специальных способов . литья(литье в кокиль и пр.),обеспечивающих получение отливок повышенной прочности, литье в песчаные формы находит еще до сих пор широкое применение, в частности при литье сплавов

Ал119 и ВАл-10. При этом возникают трудности в получении годных отливок, в частности из-за замедленной скорос ти кристаллизации в отливках образу- ется усадочная порйстость, в резуль тате чего резко снижаются их механические свойства и возможно возникновение горячих трещин.

780944

Таблица 1

Кварцевый песок полужирный

Электрокорунд

65,5 53,7

42,0

92,5

30 40

0,5 1,8

4,0 4,5

3,0

Фторцирконат калия г

Вода

5 0

0,5

Мазут

Более эффективыым является выбор формовочной облицовочной смеси, соэдающей условия для ускоренного и равномерного охлаждения жидкого металла. Наиболее близйой предлагаемой яв« ляется смесь для изготовления облицовочного слоя форм при литье алюминиевых сплавовД содержащая кварцевый пе; сок полужирный, электрокоруид, воду и мазут Я ;-" "

Активная захолаживающая роль электрокорунда при применении его в формовочной смеси обьясняется высокой теплопроводностью, близкой к теплопроводности металла.

Однако известная рецептура формовочной смеси, способствующая некоторому повышенйю качества отливок, не:- обеспечивает одновременного повыаения механических свойств отливок.

Цель изобретения — повышение механических свойств металла отливки, снижение склонности к трещинообразовайию и обеспечение высокого качества отлиикй.

Для достижения указанной цели -смесь для изготовления облицовочного слоя форм при литье алюминиевых сплавов, включающая кварцевый песок полужирный, электрокорунд и воду,-дополнительно содержит фторцирконат калия при следующем соотношении ингредиентов, вес.Ъ:

Электрокорунд 30-50

Вода 4-5Фторцирконат калия 0,5-3,0

Кварцевый песок полужирный Остальное

Фторцирконат калия взаимодействует с расплавленным металлом, восстановленный из соли цирконий диффундирует в поверхностный слой расплавленного металла, измельчает зерно -и-вызывает поверхностйое микролегирование. Трещины в отливках, как правило, начинают развиваться с поверхности отливки, поэтому иэмельчение структуры поверхностного слоя отливки резко снижает склонность к образованию трещин.

Взаимодействие калия цирконня фтористого с алюминием идет по следующей химичеС)сой реакции

ЗК 2 rF< +4AC =4AtF> t6KF+32 r.

Содержание в рецептуре фторцирконата калия по нижнему пределу обуславливается тем, что при количестве ниже 0,5% его влияние становится неэффективным, а содержание его выше вер хнего предела вызывает бурное взаимодействие, сопровождающееся сильным гаэовыделением, что может привести к образованию газовых раковин в отливЮ ке.

При содержании электрокорунда ниже нижнего предела не обеспечивается требуемого уровня механических свойств отливки, à при количестве его вы Я ше верхнего предела усложняется работа со смесью ввиду ее большого удельного веса и повышенной осыпаемости облицовочного слоя форм.

Известно, что s процессе охлаждеЗо ния с металлом отливки взаимодействует лишь слой формовочной смеси толщиной не более 20-30 мм, поэтому предлагаемая формовочная смесь применяется только как облицовочная, а

35 затем Форму набивают смесью Обычного состава.

B табл. 1 приведены составы предлагаемых(РМ 1-3) и известной(4)облицовочных смесей.

780944

Таблица 2

42,8-43,8 8,5-9,8 36,2-38,7

5,7-7,5

44,0-44,3 9,9-10,15

44,9-46,6 10,0-12,5 38,0-41,7 6,0-9,8

40,6-42,7 7,0-8,5 33,0-35,7

4(известная) 4,8-6,5

Формула изобретения

Составитель С. Тепляков

Редактор A. Маковская Техред Ж.Кастелевич Корректор И. Муска

Заказ 8033/7 Тираж 889 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП"Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, В табл. 2.приведены показатели механических свойств алюминиевого

Йэ данных табл. 2 видно, что предлагаемая облицовочная смесь обеспечивает получение более высоких механических свойств металла отливки при проведении испытаний как отдельно отлитых образцов, так и образцов,вырезанных непосредственно .иэ отливки.

Склонно -ть к трещинообразованию 3Q и качество отливок оценивались путем заливки сплавом ВАл-10 детали

"Кронштейн".

При получении серии укаэанных де- . талей в формах с известной облицо- 35 вочной смесью в отливках отмеченО наличие микротрещин ликвационного характера и газовых раковин, в то время как при получении аналогичных деталей в формах с предлагаемой облицовочной смесью отливки свободны от укаэанных дефектов.

Таким образом, предлагаемая облицовочная формовочная смесь обеспечивает условия для направленной и ускоренной кристаллизации отливки, 45 способствует получению высокого качества литья, без пористости,горячих трещин, микронадрывов и способствует повышению механических свойств металла отливки иэ алюминиевых сплавов. 50 сплава ВАл-10 Т5 в зависимости от материала облицовочного слоя формы

Смесь для изготовления облицовочного слоя форм при литье алюминиевых сплавов, включающая кварцевый песок полужирный, электрокорунд и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения механических свойств металла отливки, снижения склонности к трещинообраэованию и обеспечения высокого качества отливки, она дополнительно содержит фторцирконат; калия при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Электрокорунд 30-50

Вода 4-5

Фторцирконат калия 0,5-3,0

Кварцевый песок полужирный Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Колобнев И. Ф., Крымов В. В.

Мельников A. В. Справочник литейщика. Цветное литье иэ легких сплавов

М., "Машиностроение", 1974, с.415.

2. Авторское свидетельство CCCF

М 366913, кл. В 22 С 1/00, 1973.