Способ обработки заэвтектических силуминов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 990848

Сеюз Сюеетскик

Социалистических

Ресеублик (6!) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 060781 (21) 3310429/22-02

ДЕИЗМ Кл.з с присоединением заявки ЙоС 22 С 1/06

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий (23) Приоритет(53) УДК 669.782. .018(088.8 ) Опубликовано 2301.83. Бюллетень М 3

Г

Дата опубликования описамия 23.0183

В.Г.Сапьян, В.Б.Черногоренко, С.В.Ну и A.Â.×åðíîâîë с (72) Авторы изобретения

Институт проблем литья AH Украинской ССР (7! ) Заявитель (54 ) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИХ СИЛУМИНОВ

Изобретение относится к литеййому производству цветных металлов и сплавов, в частности к обработке заэвтектических силуминов, и может быть использовано для изготовления отливок иэ укаэанных сплавов с повышенными физико-механическими свойст вами.

Известны способы обработки- эаэвтектических силуминов фосфорсодержащими добавками, например, пятихло» ристым фосфором, лигатурами медьфосфор, марганец-фосфор, железо-4осфор".I 1 ) и (2).

Однако такие способы не обеспечивают необходимое повышение служебных свойств отливок, к которым предъявляются все возрастающие требования. Это объясняется тем, что введение в сплав лигатур обеспечивает только модифицирование структуры металла за счет фосфора, входящего . в состав укаэанных добавок.

К тому же некоторые из приведенных методов обработки заэвтектических силуминов, например, железо-фосфор, могут понизить прочностные свойства отливок за счет дополнительного введения в сплав железа.

Известен также способ модифицирования заэвтектических силуминов лигатурой никель-фьсфор с содержанием

Фосфора до 23,8 вес.%, заключающийся в том, что фосфор, входящий в состав лигатуры никель-фосфор, обеспечивает измельчение первичных включений кремния, а никель — легиру30 ет силумин.

Таким образом, одновременное введение элементов в сплав обеспечивает его модифнцирование и легирование, что приводит к повышению предела прочности при растяжении и твердости силумина (3).

Однако такая. обработка заэвтектических силуминов не позволяет повысить такую важную их механическую характеристику как пластичность, которая остается очень низкой (относи-. тельное удлинение не превьааает 0,5%).

Целью изобретения является раэрат ботка способа модифнцирования заэвтектических силуминов, обеспечивающего повышение механических свойст»

\ сплава, в особенности его пластичности

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу обработки ваэвтектических силуминов, включаю990848 щему введение в расплав лигатуры, содержащей никель и фосфор, в лигатуру дополнительно вводят бор при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Фосфор . 7,0-10,0 5

Бор 1,5-3,0

Никель Остальное и ее расход составляет 0,5-1,0Ъ от веса расплава.

Никель, являющийся основной лигату40 ры, легирует сплав, а фосфор оказывает модифицирующее влияние на структу.ру силумина.

Введение первых двух элемеитов в виде лигатуры в расплавлениый металл обеспечивает только некоторое повышение предела прочности при растяжении и твердости заэвтектического силумина.

Бор, входящий в состав предлагаемой лигатуры, при взаимодействии со сплавом образует борид алюминия (А18,,.2), обеспечивающий микролегирование d-твердого раствора алюминия, что приводит к заметному повышению пластических свойств и дополнительному увеличению временного сопротивления разрыву сплава. Введение лигатуры никель-фосфор-бор в количестве менее 0,5 вес.Ъ не обеспечивает необходимого повышения механических свойств силумина, а свыше 1,0 вес.Ъ экономически нецелесообразно.

Для определения эффективности предлагаемого способа обработки заэвтектических силуминов в лабораторных условиях проведены опытные плавки с введением в сплав лигатуры различного состава.

Пример 1. В качестве опытного сплава выбран бинарный заэвтек- 40 тический силумин с содержанием кремния 20% и железа 0,7% °

Плавку проводят в электрической печи сопротивления типа СШОЛ-2 емкостью 1,5 кг без рафинирования. 45

Обработку сплава проводят лигатурой следующего состава, вес.В:

Фосфор 6,5

Бор 1,0

Никель Остальное которую вводят в количествах 0,4;

0,5, 1,0; 1,2Ъ от веса металла.

Пример 2. По такой же методике с сохранением технологических параметров обработку силумина проводят лигатурой состава, вес.Ъ:

Фосфор 7

Бор 1,5

Никель Остальное

Пример 3. С сохранением той же методики в заэвтектический силумин приведенного состава вводят лигатуру состава, вес.Ъ:

Фосфор 10,0

Бор 3,0

Никель Остальное

Пример 4. Обработку силумина при неизменных технологических параметрах проводят лигатурой состаsa, вес.Ъ:

Фосфор 21

Бор 5,2

Никель Остальное

Лигатуру никель-фосфор с содержанием фосфора 19,5Ъ (известный) вводят в количествах 0,13; 0,18; 0,40;.

1 28% из расчета равного колычества фосфора в предлагаемой..добавке, по-. казавшей лучшие результаты при иссле. — . довании механических свойств сплава по сравнению с известным.

Добавками приведенных составов обрабатывают силумин при 820 С, затем выдерживают его 30 мин и заливают стандартные образцы диаметром

12 мм в кокиль для определения механических свойств в литом состоянии.

Результаты исследования стандартных прочностных показателей сплава, обработанного предлагаемым и известным способами, приведены в таблице.

Из таблицы следует, что обработ- . ка заэвтектического силумина предлагаемым способом повышает предел прочности при растяжении на 10-123, а относительное удлинение - в 2,02,5 раза по сравнению с известным.

Экономический эффект составляет

30-50 руб. на тонну годного литья за счет снижения брака отливок по трещинам.

990848

Количество от веса

Вид обработки

Состав, вес.%

Механические свойства (средние значение ) Фосфор Бор Никель

Предлаг аемый

6,5

1,0 Остальное 0,4

13,0 0,3

0 5

13,5

0,5

1,0

1,2

0,4

7,0

1,5

0,5

1,0

1,2

0,8

78

14,4 0 4

16,2 1,2

0,4

1,0

3,0

0,5

16,4 1,3 80

1, 0

16 4 0,8

1,2

11,2 0 8 72

12,0 3,2

0,4

0,5

14,6 0,8

15,2 0,5

0,1

69

13,2 0,5

1,2

Остальное 0,13

19,5

Известный

0,14

0,40

1,28

ВНИИПИ Заказ 62/38 Тираж 625 . Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óèãîðoä, ул.Проектная,4

Формула изобретения

Способ обработки заэвтектических силуминов, включающий введение в . расплав лигатуры, содержащий никельфосфор, отличающийся тем,что, с целью повыаения механических свойств силумина, в лигатуру дополнительно вводят бор при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Фосфор 7,0-10,0

Бор 1,5-3,0

Никель Остальное металла,%

6,кг/мм d,% НВ, кг/мм

14,0 0,5

14,2 0,7

14,0 0,4

15,8 1,0

16,0 1,2

13,4

13,8 0,4

14,1 0,3

14,2 и ее расход составляет 0,5-1,0% от веса расплава.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Строганов Г.Б. и др. Сплавы алюминия с кремнием. N., Металлургия", 1977, с. 216-218.

2. Патент ClQA 9 3953202, кл. 75-148, 1976.

3. Р.Ж. "Металлургия", Ю 12, 1965, реф. 9 12И521.