Флюс для модифицирования при центробежном литье чугунных заготовок
Иллюстрации
Показать всеРеферат
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 °