Вставка для модифицирования чугуна в литейной форме

Вставка для модифицирования чугуна в литейной форме

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (5в В 22 D 2720; С 21 С 1 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

025ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3335912/22-02 (22) 31.08.81. (46) 15.01.84. Бюл. № 2 (72) С. Н. Леках, Н. А. Фонштейн, В. А. Розум, И. А. Русаков, И. Ф. Цедрик, Ю. В. Нецветаев, В. P Клют, Г. А. Добриян и Г. Ф. Андреев (71) Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и Минский тракторный завод (53) 621.746.4:62! .746.58 (088.8) (56) 1. Патент ФРГ № 2425122, кл. С 21 С 1/10, 1976.

2. «Модифицирование в форме серого и высокопрочного чугунов». ЭИ ТОЛП, 1976, № 46, с. 23-25.

„„SU„„1066738 A (54) (57) ВСТАВКА ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА В ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЕ, выполненная в виде цилиндра из графитпзнрующих элементов, от.1ичающияся тем, что, с целью уменьшения кромочного отбела в отливках путем повышения равномерности растворения графитизирующих элементов при заливке; она в верхней части выполнена в виде усеченного конуса, обращенного вверх меньшим основанием, причем высота цилиндра составляет (0,5-1,5)d, диаметры большего и меньшего оснований усеченного конуса равны соответственно (0,3-0,5) d и (0,1-0,3) d, а его высота (0,5-1,5) d, где d — - диаметр цилиндра.

10)3()с38

Изобретение относится к литейному производству, а именно к внутриформ»H J!<)M)< модифи ци рован ию чугуна, обеспеч и Вяюп)«му эффективное графитизирующее лействие, и может быть использовано при массовом произволстве разностенных машиностроительных отливок на автоматических формовочных линиях. . Известна присадка лля осуществления внутриформенного молифицирования, устанавливаемая в литниковом ходе, выполнен-. )О ная в виде брикета из цилиндрических дисков, контактирующая по всей поверхности с расплавом, протекающим по специальным каналам, выполненным в литниковом холе (! j.

Известно» устройство характеризуется повышенным расходом металла í3 литниковую систему и недостаточным модифицированием первых порций металла.

Наиболее близким по технической cyt))ности и достигаемому результату к !!зобретению являются модифицирующие Вставки, выполненные в зависимости от метгллоемлитейной форм ы В )3Hле yсечен ного конуса, усече»)ной пирамиды, или цилиндра,, которые запрессовываются B форму нз 1/3 их высоты j2j 25

Недостатком известной вставки является невозможность равномерного модифи цирования отливок с массой менее 10 кг.

Применение в известной присадке грзфитизирующих модификаторов позволяет снизить Величину Отоеля В ОтлиВках сечением свы;»е 5 ММ, однако при этом не ликвидируется KpOMOHI! ый Отбел, резко ухудп)ающий обрябять:ваемость отлинок ня автоM3TJ«teC;(ЧХ ЛИНИЯХ.

Целью изобретения является уменьшение

3 ) кромочногo отбела в отливках 33 счет повышения равномерности растВОрения присядки В процессе заливки формы.

Указанная цсль достигается тем, что вставка для (однфицировяния чугуны в литейной форме, зьшолненныя в виде цилиндра 40 из графитизиру)ощих элементов, Б верхней части выполнена в виде усеченного конуса, обращенного вверх меньшим основанием, причем высота цилиндра сос являет (0,5l,5) d, диаметры большего и меньшего Оснований усеченного конуса равны соответ- ственно 10,3-0,5)d и )0,1-0,3)а, я его высота(0,5-1,5) d, где d -- диаме)р цилиндра.

На чертеже изображена литейная форма с установленной вставкой для MonHQH))Нрования чугуна в литейной форм». (0

В углублении 1 под стояком 2 устанавлиВают вставку, верхняя часть 3 которой Выполнена в виде усеченного конуса, а нижняя часть 4 и 5 — — в виде цилиндра. Вст!BKB из модифициру)ошей присадки ус Ганзвливается н< посредственно под стояком с заглублением цилиндрической «licTH 5 ня 1/2

)IH 1J)H3pJt0«< К0Н t3CTI1. l 3f3»)0M(рнОсть раствор»ни>1 ВстяBf(il В Jlроцессе:3»)ЛИВКИ ДОСТ)3)"1(Т(Я 33 С i(Т 0)IP(. !)«ЛС It)IO)t Pмы. Оп Гимяльняя формы присядки, изгс>гявлива»мой х!«!О J0M литья В кокиле, опрслеляется экспс риментыльпо.,!)Ля обработки первых порI)HJt м«тялл3 слу)кHT верхняя конич»ская часть. 110 мере прс>грепы присядки начинается растворение и пляп.:<ение нижней цилиндрич«ской чя. ходимостью равномерно! о модифицировыния последних порций металлы. Р3:3ì»pHJ верхней коничсской части (Высота 0,5-1 5) с), больший лиямстр 03054 и ме»)ып»»Й IH3метр 0,1-0, 3d), позВОлЯ()i эффсктиВн0 и

Ob)CTOO МОДH(j)ltl)1)PÎB3ÒÜ ii(. Р))ЫЕ ПОРЦИИ РЗСпляВя. I lолvч(нняя фоp!vl3 Вст313ки Обсcпе— чивяет ))собхолимое бысгрое н равномерное ряС f)30p» Il<(tl p Jt«3 QKH CO

Кр»мний 5),<)-22,0

Железо 3,0-10,0

РЗМ J)cptteной группы 10,0

/))1 а Г ) и Й О„ >-3,0

Лл юм н»t и и Остыл ьно«

В ел и ч и ) l 3 11 p H (»1 д к и, В Б Од и vi 0 и Б») н т(. Йную ф<>рму, устанаплиня»тся эксп«рим«нтально. Мен!)пс«значение 0,003)/О применяется

ДЛЯ OT))0(И1ГС .с!ЬНО МЯГКИХ IУГVIJ<)В С ВЫСОким и срсд))пм ",ãë»poäHBIM эквивалентом

10,8< C <1) . Верхний предел (0.,2, <) ) позВол яет Vстря ни Гь кромоч пый <) ГО»;1 »3 (, . 1 uBK 3x с vÃëcpÎäн ы м экВи В я IP)tl 03 1 (.а 0,8) .

Ввод присадки в чугун при ра.-положении

ЕЕ и< ПОСРСДСТВЕННО ПОД СТОЯК()М ПОЗВОЛЯ(Т за счет п)дравлн !еского ударя и турбулизяUÈÈ ПОТОК3 РЯСТБОРИТЬ ПЕПВЫМИ ПОРЦИЯМИ расплава TO»JKW Берхнкно коническую:)асть.

Заглубление нижней цилиндрической части и полуформы ня !/2 высоты об«спечияа»1 ее достзто )но медленный прогрев и рястворенис послслнимп порция tH рыспляB3.

Такая установка позволяет такж«v;)ержать приссlдку )»од стОякОм I3 !Jp01)(. < c(33 полнения формы рясплявом.

Ор!(.3(с р. Ввиду сложности»»ро.) «кап ия термолинямических процессов при рз(1BOрении компактных вставок В с)бъе(1» м«тс)Г»ла математический расчет данного процесса

Явля()тсЯ нс:Бозможным, поэтом 3»эыб01> формы и размеров вставки Опреде,)як)T«я экспериментально. Практически была проверена растворимость компактнь)х Встяиок !3 (I)0p ме цилиндра с разным соотшнпен!.»м дияме";— ра к высоте усеченного конусы 1 комбиниp0B3flH0Il формы, т.е. c0)етя;;ия цилиндры с усеченным конусом. ))учп!Н» .)(.:ультыт! были в послед случае. Экспс рпмс)п.яльнс>е опробование производится <. Помон)ью специальной литейной формы, рыспс>ложе»<Ной t)Oj1 Х K)10M K CОРПЗОНТ3 H) )IO:3)30 1!1»0lll(И четко разделить расплав пы огд(ль:»ы«)п)рцин liÎ M(р«зяп(?Лн(нин формы и f33»» и <10,:)(Iствия с присадкой.

Плавка чу! уна Осу !цестн,"!ястся н индукционной печи емкостькэ 40 кг. В качестве шихты применяется возврат заграночной планки. Металл заливают в спсциальныс формы, расположенные под утлом к горизонту. Поток металла разделяется в форме по каналам и по мере заливки формы заполняет последовательно рял клиновых проб на отбел и накопители чугуна. Всего в форме устанавливается пять клиновых проб на отбел.

Металл в индукционной печи нагревают до 1380 С и заливают в разливочный ковш.

Затем металл при температуре 1340 заливают в формы указанного состава.

Выплавку присалок осуществляют в ин- 15 дукционной печи из чистых материалов (алюминий, магний) и ферросплавов (кремния, РЗМ), которые заливаются в специальную форму, имеющую цилиндрическую и коническую части. Предлагаемую присядку в кол ичестне 0,1 /o от металл оем кости форм ы о

20 вволят в специальное углубление в нижней полуформе под стояком на 1/2 высоты ее цилиндрической части.

В таблице приведены испытанныс формы вставок (известная-цилиндр и конус, и пред- р5 ложенная, включающая цилиндрическую я конусные части при различном соотношении размеров). За базовый размер принят диаметр цилинлрической части d. Размеры приc3floK растчитывакэтся исхоля из их веса, равного О, веса расплава, заливаемого в З0 форму.

Присадка предлагаемой конструкции испытывается при трех вариантах соотношений размеров цилиндрической и конической частей, а именно с высотой цилинлрической части (0,5-1,5)d, большим диаметром кони- .З ческой части (0,3-0,5) d и т.л.

В таблице приведены данные по отбелу в пробах 1-5 (лля предложенной конструкции они даны для трех вариантов соотношений размеров).

Из таблицы видно, что если цилиндрическая вставка эффективна в конце заливки (последние 40"/, расплава, заполнякэщего форму, т.е. последние лве пробы), а конусная форма присадки снимает отбел первых порций расплана в первых трех пробах, то 45 предлагаемая конструкция равномерно ра! 0жлзв

4 стнорястся а пр!эцсссс всей з;!линки, обсс печиная высокую эффсктинн(эсть х!Одифипиронаиия. !!роцссс растворения модификатора р металле можно прслстанить следую!цим образом. В первый момент соприкосновения расплава с легкоплавким модификатором на поверхности модификатора образуется ° тверда я корочка металла. Затем модификатор под корочкой металла расплавляется и при разрыве «оболочки» моментально растворяется.

Таким образом растворение вставок протекает моментально, а следовательно, и про.цесс модифцциронания компактными вставками цилиндрической формы не стабилен.

Дл я более постепенного растворен ия молифицирующей встанки ее разбивают в тепловом отношении на части. За счет того, что верхняя часть вставки имеет форму усеченного конуса и масса ее сравнительно небольшая. она быстро прогревается и вследствие гидродинамичсского улара расплава растворяется первыми порциями металла. Для и!эог!эсва и растворения средней части вставки требуется большее время за счет охлаждения формой боковых поверхностей нижней цилинлрической части. Скорость растворения вставки существенно замедляется по сравнению с двумя предыдущими, и данная часть нстанки модифицирует послелиие порции расплава.

Как видно из данных таблицы, предложенная нстанка обеспечивает сильное графитизирукнцее действие, при этом в сечениях свыше 3-5 мм устраняется кромочный отбсл, что эквивалентно отбелу в клине менее l-? мм. Предлагаемая вставка удобна при применении н цехах, оснащенных произanëcTaåaaû!iè формовочными линиями.

К преиму!цестнам предлагаемой вставки относятся также высокая эффективность и стабильность действия. Использование модифицирукэщей вставки позволяет исключить необходимость графитизирующего отжига тонкостенных отливок, снизить трудоемкость их механической обработки отливок, применить единую шихту в цехе, выпускаюц;ем одновременно массивные и тонкостенные отлинки. Экономический эфффект от применения предложенного изобретения свыше 50 тыс.руб. н гол.

1066738 ба, е

Известная

Цилиндр Высота 1,5d

Диаметр d

Усеченный конус Меньший диаметр 0,1 8

Больший димаетр 0,5 8 1

Высота d

8 8

Высота

0,38 0,4d 0,5d

Меньший диаметр

0,18 0,28 0,38

d 1,58

0,58

Высота

Предлагаемая по вариантам, hl

Цилиндрическая часть Диаметр

Коническая часть Большой диаметр

1 П Ш 1 П Ш 1 П Ш 1 П Ш 1 П Ш 1 П UJ

0,5d 8 1,58 4 1 0 1 0 1 0 0 0 2 1 2 3 0 4

Составитель В. Николаев

Реда кто р Л. Повх а н Техред И. Верес Корректор М. немчик

Заказ 10901/14 Тираж 779 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенкй и открытий

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

Филиал ППП «Патент» г. Ужгород, ул. Проектная, 4