Модификатор для заэвтектических силуминов

Модификатор для заэвтектических силуминов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1 г;.(l

ЬЯТт)н ) из"* т »" ., s.,l ls ed„1 г. ; ъ* ".. 1-Ы (- I (. 1е)зльот(-,) „ 4„

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ())) 781223

1 \, г

< г..,г (61) Дополнительное к авт. свил-sy (22)Заявлено 12 01 79 (21) 2715820/22-02 с присоединением заявки,%— (23) Приоритет (5 I ) M. Кл.

С 22 С 1/06

С 22 B 21/06

Государственный комитет

Опубликовано 23.11.80. Бк)ллетень ¹43 до делам изобретений к отнрытнй (53) УДК 669.714..11(088.8) Дата опубликования описания 25.11.80

М. A. Исмаилов, B. А. Кан, С. А. Кленов, А. П. Моисеенко, В. А. Риффель, А. В. Савуков и С. Д. Сулейменов (72) А втори изобретения (7l) Заявитель (54) МОДИФИКАТОР ДЛЯ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИХ

СИЛУМИНОВ

) <

Изобретение относится к цветной металлургии и литейному производству машиностроительной промышленности и может быть использовано цля моцифицирования и рафинирования заэвтектичес.

5 ких силуминов.

Для получения качественного литья из алюминиево-кремниевых сплавов необходимо очищение расплава от газообразных и твердых неметаллических вклю1О чений (рафинирование) и изменение структурных составляющих сплава 1,их формы и размеров) для повышения механичес- ких и других свойств (модифицирование) .

Известен комплексный модификатор для алюмо-кремниевых заэвтектических

1 сплавов, включающий фосфористую медь, фтористый натрий, криолнт и t.e«caõëoðэтан 11.

Недостатком известного модификатора является то, что в результате взаимодей- ствия фосфористой меди и алюминиевого сплава образуется фосфид алюминия с температурой плавления 1800 С, «ото, рый не растворим ни в твердом, ни в жицком сплаве. Медь в алюмокремниевых заэвтектических сплавах считается нежелательной примесью, так как вецет к увеличению газонасыщенности силумина, отрицательно сказывающейся на механической прочности сплава. При модифицировании BJIloMO«peMHHBBbIK сплавов мецьсодержащими модификаторами со временем происходит насыщение пор тигля мецью и возникает возможность увеличения содержания меди в сплаве за счет ее перехода из пор тигля в расплав. При данном составе модификатора для получения цостаточно мелкозернистой структуры сплав необходимо выцеоживать при температуре порядка 850 С в течение

15-20 мин..Более эффективным модификатором является реакционная смесь, содержащая фосфор и реакционные соли.

Известен запатентованный ФРГ препа рат Альфозит, состоящий из 20% крас781223 понентов должно быть в следующих соотношениях, вес.%:

Пятисернистый фосфор 25-35

Фторцирконат калия 6-8

Гексахлорэтан 1 8-40

Хлористый калий Остальное

При приготовлении модификатора используют пятисернистый фосфор Р S o, ГОСТ 7200-54, фторцирконат калия

10 Кр,ZHFg ОСТ 48 - 23 - 72, калий хлористый KGB ГОСТ 4234 - 69 и гексахлорэтан CgG6g ГОСТ 9991-74.

the выбора оптимального состава модификатора для заэвтектических силуми15 нов подготовлены смеси компонентов предлагаемого состава с различным ве« совым соотношением ингредиентов. В настоящее время предлагаемый модификатор испытан цля моцифицирования за20 эвтектического сплава АК21М2, 5Н2,5(ГОСТ 1583-73), идущего на изготовление поршней ЯМЗ-236. Его мож:" но также рекоменцовать цля модифицирования -сплава АК 18.

25 Готовый модификатор выпускается в вице таблеток цилиндрической формы с диаметром 60 - 80 мм, плотностью

2-3 г/см, весом 200 » 10 г.

Результаты лабораторных и промышлен30 нык исследований модификатора приводятся в таблице. ного фосфора, 70% хлористого калия и1011 фтоктитвивтв калии (2).

К недостаткам модификатора относитс необходимость длительной выцержки при

760-770 С и дополнительного рафинироа вания расплава газообразным хлором со значительным расходом высокотоксичного хлора, что усложняет процесс литья (необкодимость тщательной герметизации и местного отсоса).

Наиболее близкий предлагаемому мо дификатор для заэвтектических силуминов содержит фосфор, серу и гексахлорэтан при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Фосфор 15-20

Сера 15-20

Гексахлорэтан Остальное

Для введения в сплавы модификатор заключают в оболочку из порошкообразной меди для образования брикета моди« фиквторв (2 1

Недостатком этог о модификатора заэвтектических силуминов является цополнительное присутствие меди в брикете модификатора, ведущей к увеличению газовой пористости расплава и затрудняющей равномерное быстрое распределение модифицирующих агентов в расплаве. Наличие нежелательной оболочки из меди связано с необходимостью снижения выбросов и сильйого бурления в момент введения в расплав высокореакционных элементарных красного фосфора и серы, поэтому появляется необходимость после выделения фосфора и серы иэ брикета модификатора удалить медную оболочку.

Увеличение прецела прочности при рас- . тяжении для эаэвтектических силуминов, модифицированных этим моцификатлром, 40 составляет 4 кг/мм, т. е. 19% (предел про ыости при растяжении для немодифицированного силумина - 17 кг/мм цля модифицированного - 21 кг/мм ).

Цель изобретения -. получение соста- 45 ва модификатора с улучшенными рафинирующими и модифицирующими свойствами обеспечивающего повышение механических свойств эаэвтектических силуминов, снижение газовой пористости, а также упрощение приготовления модификатора.

Йпя достижения укаэанной цели в мо-1 дификатор, который содержит фосфор, се ру, гексахлорэтан, допо 1нительно вводят фторцирконат калия и калий клористый, а фосфор и серу при этом вводят в сос. тав модификатора в виде химического соединения - пятисернистого фосфора, при этом содержание всех указанных ком

Привеценные в таблице данные под» тверждаются результатами лабораторных и промышленных исследований.

Применение модификатора предлагаемого состава улучшает механические, и технологические свойства силумина вслецствие уменьшения размеров крис-таллов кремния с 75 до 12 мкм, изменения эвтектики и уменьшения газовой пористости, а также увеличивает предел прочности на растяжение,на 6,2 кгlмм

2 по сравнению с немодифицированным сплавом и на 4,7 кг/мм2 по сравнению с модифицированным по существующей технологии (см. примеры 1-12 сплавов).

Использование предлагаемого модификатора для сплава АК21М2, 5Н2,5 позволяет уменьшить литейный брак, который выявляется при механической обра- ° ботке поршней, на 7% за счет снижения газовой пористости и изменения структуры сплава. Кроме того, упрощается само приготовление модификатора, так как предлагаемый состав обеспечивает равномерное, спокойное (без выбросов) распределение его в расплаве, вследствие чего отпадает необхоцимость заклю781223 же безопасность работы модифицирова-ния.

Таблица

Химический состав моцифицирующих таблеток

Размер первичного кремния, мкм

Характеристика микроструктуры

Количество вводи

Пример, номер мого мо дификатора, % от жидкого

Входящие компонен!

Среднее значение

Количество, sec.%

Разброс ты сплава

Сплав без модифици» рования

60-1 00 75

Ликвация 12,6 кремния

О, 1 25 20-60 30 Небольшая 14 5 ликвация

4 1о

15 ксе

38 с се

К2Zt F

4 о

Равно- 14,9 мерно

3. ксе с с,е

22 F

35 ф 1о

+5,6 с се

К ь

18,8

4 go

КС6 с2сеь

30 0,125 4-15

38

5. 2.2""ь

14 1о

Равно- 1 8,2 мерно

33 ксе с,сеь

К 2 Рь

25 чать модификатор в оболочку. Модификатор данного состава обеспечивает так20 0,125 10-30 20

25 0,125 12-32 22

35 0,125 4 -20 12

Предел прочности при растяжении образцов из термообработанных поршней из сплава

АК21М2, 5Н2,5 кг/мм

781223

Пример, номер

Характеристика микроструктуры

Разброс

Среднее значение

Входящие, компоненты

Количество, вес.%

5-25 w 4о

Равно- 18,4 мерно .

0,125

35

С С4Ь

КаЬгь

0,2

4 1о

4-2 1

18,4 асс С

С С 6 25

К 2 - Р 7

30 р4 о ксе, 8-35

0,1

14,9

38

CLACK<

Ê223 Гь

6 30 18 Равномерно 16,2

О, 125.

4 10 ксе

С Е

Y-3 TЬ

17,8

6-30 . 18

0,125

Sa 33

АЩ 67

0,15

14,1

60 . Неболь» шая ликвация кремнии

40-80

12.

Химический состав модифицирующих таблеток

Рд.Ь. о 30

КСС, 36

С ССЬ 26

К-„,Х РЬ 8

Количестho вводимого моди фикатора, % от жидкого сплава

Размер первичного кремния мкм

Продолжение табпицы

Предел прочности при растяжении образцов из термообработанных поршней из сплава

AK21M2, 5Н2,5 кгlмм

781223

Формула изобретения

Модификатор для заэвтектических силуминов, содержащий фосфор, серу, гексахлорэтан, î T л и ч & ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности модифицирования и рафинирования сплавов и упрощения приготовления модификатора, он дополнительно содержит фторцирконат келия и хлористый калий, а фосфор и серу - в виде пятисернистого фосфора при слецующем соотношении компонентов, вес.%:

Пятисернистый фосфор 25-35

Фторциркенат калия 6-8

Гексаклорэтан 1 8-40

Хлористый калий Остальное

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ж 532644, кл. С 22 С 21/04, 1976.

2. Строганов Г. Б. и др. Сплавы алю10 миния q кремнием. М., Металлургия", 1977, с. 218.

3. Авторское свидетельство СССР

% 419568, кл. С 22 С 21/04, 1974.

Составитель Г. Титова

Редактор А, Маковская Текред N.Петк Корректор Г. Назарова

Заказ 8193/22 Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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