Флюс для модифицирования при центробежном литье чугунных заготовок

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетскик

Социалистически к

Республик (iI)789220 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (51)М. Кл.

В 22 0 13/00 (22) Заявлено 0307.78 (21) 2бЗбб49/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2 1280.Бюллетень ¹ 47 (53) УДК б21.74. .042(088.8) Дата опубликования описания 30. 12. 80

A.È.Øåâ÷åHêo, А,И.Семененко, В.И.Савченко, A.ß.Äîÿöåâ, В.И.Прохоров и В.П.Куликов

- - \.., (72) Авторы изобретения

Институт проблем литья Академии:наук Украинской CCP (71) Заявитель (54) ФЛЮС ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ПРИ UEHTPOEEXHON ЛИТЬЕ

ЧУГУННЫХ ЗАГОТОВОК

Изобретение относится к литейному производству черных сплавов, преимущественно к центробежному литью чугунных заготовок, Известны составы модифицирующих и рафинирующих флюсов, применяемые при центробежном литье стальных, бронзовых и чугунных заготовок, содержащее окислы металлов, фториды и металлические порошки 1.1) .

Недостатком этих составов флюсов является то, что они не обеспечивают равномерную твердость по толщине отливки, что снижает износостойкость изделий.

Это явление объясняется тем, что .входящие в состав флюса металлические материалы не обеспечивают повышение содержания перлита в макроструктуре отливок.

Известен состав модифицирующего флюса на основе окислов металлов и фторидов, содержащего в качестве модифицирующей составляющей чугунную стружку при следующем соотношении компонентов, вес. Ъ: окислы металлов (At 0, 510, Na>0, 8<0 ) 5-10, чугунйая стружка 60-85 2).

Однако при работе в условиях частых теплосмен изделия, изготовленные с применением этого флюса, преждевременно разрушаются. Это объясняется тем, что в теле отливки наблюдаются частицы оплавленной стружки, которые снижают механические свойства чугуна при работе его в условиях теплосмен при следующем рабочем цикле: нагрев изделия за малый промежуток времени (5-10 мин), работа при высоких тем10 пературах (250-400-С).в течении дли- тельного времени (2-3 ч), охлаждение до комнатной температуры в течение

15-20 мин, затем повторение цикла.

Цель изобретения - создание сос15 тава флюса, обеспечивающего повышение термоциклической стойкости чугуна и, как следствие, повышение надежности и долговечности изделий.

20 для достижения указанной цели в состав флюса на основе окислов металлов и фторидов введена сурьма, при этом содержание всех ингредиентов должно быть в следующих соотношениях, 25 вес. Ъ: Окислы металлов (АУ ОЙ - 1,2, Si0 - 9-10, ИахО - 10-11 ° ВВОЗ

5-7) 25-30

Сурьма 45-55

30 Криолит Остальное

789220

1Р

1$

2$

Содержание

40-45 флюсе, нес. %

46-50,51-55

Пример. Отлиты и исследованы

6 партий заготовок весом по 40 кг, каждая из чугуна СЧ;24-22 3 партии, по 3 отливки каждая, под известным флюсом и 3 партии под предлагаемым.

Температура заливки металла 1330 С, количество вводимого н каждой партии

- отливки флюса 2,5% от веса заливаемого металла. Скорость заливки металла 3 кг/с. Диаметр отливки внутренней

170 мм. Толщина отливки 70 мм. Форма футерована сыпучей смесью, состоящей. из 90% песка и 10% пылевидного циркона. Толщина Футеронки 8 мм. Флюс вводят в форму пневмотранспортером (специальным доэатором).

Особенности отливки и результаты исследования опытных заготовок представлены в табл. 2.

При содержании сурьмы в флюсе менее 40% не измельчаются металлическое зерно и графитоные включения и, как следствие, не повышается термоци- 4$ клическая стойкость чугуна, а при содержании более 55% сурьма не оказывает заметного влияния на качество металла.

Перед доэиронанием во вращающуюся форму составляющие флюса просушивают при 120-150 С, размалынают в шаровых мельницах до фракций 0,05-0,02 мм и смешивают в требуемых соотношениях н течение 3-5 мин.

При доэиронании на струю заливаемого металла флюс, попадая во вращающуюся форму, центробежными силами эмульгируется в металле, в результате чего увеличивается поверхность нзаимодействия металла с флюсом.

Неметалличесике составляющие флюса (окислы металлов и фториды) защищают заливаемый сплав и сурьму от окисления, рафинируют металл от вредных примесей и неметаллических включений, а также утепляют свободную поверхность металла, созданая наиболее благоприятные условия для его направленного от наружной. поверхности к внутренней эатвердевания.

Металлическая составляющая флюса сурьма — в результате развития большой контактной поверхности растворяются равномерно в заливаемом металле и измельчает металлическое зерно и графитоные включения при кристаллизации сплава, что способствует повышению термоциклической стойкости чугуна.

Количественный оптимальный состав предлагаемого флюса отработан экспеКоличество предлагаемого флюса. которое вводят при центробежном ли- . тье чугунных заготовок, эависит.от. температуры заливки металла, которая определяется маркой сплана. Опытным путем установлено, что при температуре заливки 1300-1320 С необходимо ,вводить 1-2% флюса, при. 1321.-1340 С

2,1-3% при 1321-1340 C — 2,1-3%, при свыше 1340 С вЂ” 3,1-4%. риментально. Оптимальное количество окислов, металлов колеблется в пределах 25-30% и зависит от содержания вредных примесей н металле. При их содержании 0,1-0,15% необходимо применять.25% окислов, а при содержании

0,16-0,20% примесей необходимо применять 30% окислов.

При применении окислов менее 25% в содержании флюса не достигается максимальное значение коэффициента распределения вредных примесей и неметаллических включений между метилом и флюсом, а при содержании окислов более 30% степень удаления вредных примесей и неметаллических включений из металла не повышается.

Криолит в составе флюса выполняет роль стабилизатора Физико-химических и технологических свойств флюса (поверхностное натяжение, вязкость, жидкотекучесть) и при содержании 15-30% криолита в флюсе достигаются оптимальные значения этих свойств. Содержание криолита зависит от температуры заливки чугуна, при температурах заливки 1300-1320 С необходимо вводить

15-20% криолита при 1321-1340 С

1 о

20-25%, а при более 1340 С необходимо вводить 26-30%, В табл. 1 приведена зависимость содержания сурьмы в флюсе от толщины отливки.

Таблица 1

789220

Т а б л и ц а 2

3 Окислы металлов-10, 22, 22, 24

Чугунная стружка-70, криолит-20

19, 20, 20

22, 21, 21

Окислы металлов-25, сурьма-40, криолит-35

48, 50, 47

Окислы металлов-27, сурьма-47, криолит-26

51, 50, 49

Окислы металлов-30, сурьма-55, криолит-15

50, 49, 52

Составитель В.Васехин

Редактор Г.Кацалап Техред Н.Бабурка .Корректор Г.Решетник

Заказ 8935 9 Тираж 9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, rX-35, Раушская наб,, д. 4/5

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

Как видно из табл. 2, применение предлагаемого флюса позволяет нови- ® сить термоцнклическую стойкость.чу гуна в 2 раза и более.

Это позволяет повысить долговечность изделий, работающих в условиях теплосмен, например гильз цилиндров S компрессоров для азотной промышленности, в 2 раза.

Экономический эффект составляет

120-150 р. на 1 т годного литья.

- Формула изобретения

Флюс для модифицирования при центробежном литье чугунных заготовок, включающий окислы металлов и криолит, отличающийся тем, что, с целью повышения термоциклической стойкости чугуна, надежности и долговечности заготовок, он дополнительно содержит сурьму при следующем соотношении ингредиентов, вес. Ъ:

Окислы металлов 25-30

Сурьма 40-55

Криолит Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР .

9 464376, В 22 0 13/00; 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

9 608603, кл. В 22 0 13/00, 1976 °