Способ обработки металла в литейной форме

(23)Приоритет Опубликовано 15,04.80. Бюллетень Ло 14 яо делам изобретений н открытийДата опубликования описания 17,04.80(71) Заявитель Институт проблем литья АН Украинской ССР(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА В ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЕ Изобретение относится к черной металлургии и литейному производству, вчастности к обработке металла в форме.Известен способ изготовления отливок из высокопрочного чугуна, заключающийся в том, что куски лигатуры укладываются либо в литниковую систему между стояком и шлакоуловителем, либо вспециальную закрытую чашу над стояком1. Литниковый ход отделяют от емкости, в которую укладываются кускилигатуры специальной сеткой .Известен также способ получения отливок из чугуна, включающий обработкучугуна модификатором, который перед уо- ттановкой в полость литейной формы нагревают до 200-300 С.1.Указанный способ позволяет удлинитьвремя диффузии паров магния из вставки в поверхностный слоЙ отливки,20И результате достигается увеличениеслоя чугуна с шаровидным графитом,что дает возможность использовать этотспособ для получения отливок, подвер 2гающихся механической обработке. Если проводить нагрев вставки до более высоких температур, то диффузия магния идет более интенсивно и магний успевает раствориться в большем объеме чугуна, в результате чего на поверхности отливки концентрация магния оказывается недостаточной для образования шаровидной формы графита. Кроме того, следует учесть что модифицирующая вставка соприкасается с определенной частью отливки и при нагреве вставки до температуры выше 300 С происходит частичноеорастворение модификатора и нарушение геометрии отливки. Цель изобретения - оптимальное растворение вводимых присадок в первой порции металла, более равномерное растворение модификатора в процессе всей заливки металла в форму, получение оди иаковой микроструктуры во всех частях отливки и повышение физяко-механических свойств металла.727325 3Зто достигается тем, что по предла" гаемомуспособу предварительно нагревают поверхность модификатора до т 4 чпературы, равной 0,35-0,70 температуры "подавления используемых присадок, причем до.этой температуры нагревают 1060% количества используемых присвдок.Вводимый по предлагаемому способув форму модификатор растворяется поп "ностью, и, регулируя температуру нагре 10ва и количество нагреваемого модификатора, можно добиться выравнивания хими" ческого состава микроструктуры и свойствч угунваРастворение вводимой присадки в иоходном- металле зависит от целого рядафакторов. Известно, что в период соприкосновения холодного модификатора с первой порцией заливаемого металла практически растворения не происходит до дос 40 тижения в поверхностном слое вводимогосплава определенной температуры Поэтому стараются увеличить время контактапервой порции метачлв с модификатором.Применяемые для этого методы не всегда 25дают стабильные результаты, и часто впервой порции металла растворяется меньше оптимально необходимого количества присадки.Предварительный нагрев ввбдимой присадки до определенной температуры позволяет увеличить ее растворение первойпорцией металла. Проще всего производитьповерхностный нагрев присадки после ееввода в элемент литниковой системы,расположенный в нижйей;,опоке. БепиЧйчина поверхностного нагрева вводимойприсадки зависит от крупности фракпииприсадки и температурызаливки сплава.При величине фракций присадки до 2,0 мм 4и высокой температуре заливки металла, "в частности исходного чугуна при полуЧении высокопрочного чугуна с шаровщ- ной формой графита, в пределах 14001440 С величина предварительного нагре ва может составлять 0,35 температуры- плавленияиспользуемого для обработкисплава. При использовании для обработкиметалла присадки с величиной кусков до10 мм и заливке в форму чугуна с температурой 1320-1350 С для стабильного"пблучения шаровидной формы графита в микроструктуре полученного изпервой порции металла необходимо производить нагрев поверхности кусков дотемпературы, равной 0,7 температурыплавления используемого для обработкисплввае Если учесть, что нагрев производится с поверхности присадки, то количество сплава, подвергаемое нагреву, составляет и среднем 10-60% от общего количества сплава, используемого дпя обра.ботки всего металла, заливаемого в форму,П р и м е р . Специальную литниковуюсистему формуют в парных опоках, Чугунзапивают в воронку. Через стояк и промежуточный канал он попадает в реакционную камеру, в которую помещают порцию исследуемого модификатора. После заполнения камеры через тангенцивльно расположенный в камере канал, шлаковик икварцевую трубку чугун выходит иэ формы и выливается в стержни, установленныенв подвижной платформе, которую перемещают по мере заполнения стержнейметаллом.Количество пропускаемого через литниковую систему металла соответствует1% модификатора, помещенного в реакционную камеру. Литниковая системаимеет следующие элементьй стояк диаметром 22,5 мм и высотой 250 мм;переходные каналы диаметром 15,0 мм;реакционную камеру диаметром 125 мми высотой 3.65 мм; шлаковик с сечением 25/35 х 30 мм и выходной каналдиаметром 3,25 мм,Нагрев модификатора производят газовой горелкой при снятой верхней опоке. Для контроля нагрева модификаторачерез каждые 2 мм по высоте укладывают хромель-алюмепевые термопврыдиаметром 0,15 мм, сваренныевстык.Для записи изменения температур используют потенциометр ЗППО 9 М, Средняятемпература нагрева модификатора 140 С;385 С; 390 С; 680 С; 885 С ио960 С, При температуре плавленияисполь-,зуемого модификатора 1270 оС температура его нагрева до 185 ОС и 885 Ссоответственно составляет 0,35 и 0,7температуры плавления,Влияние степени нагрева модифика. -тора на изменение скорости его растворения в чугуне определяют путем иссльдованйя химического состава образцов,залитых в стержни,На опытных образцах исследуют микроструктуру и механические свойства получаемого чугуна,В качестве исходного металла иопользуют чугун следующего химическогосостава, вес, %: 3,85-3,62 С; 1,871,68 йц 0,56, Мв 0,023-0,028 Й и727325 Составитель Т. КоролеваРедактор Е. Яковчик ТехредЭ, Чубчик, КорректорС. Шекмар,Заказ 1034/8 Тираж 889 Подписное ЦНИИПИ Государственно 1 о комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 50,053-0,065 Р. Температура чугуна впроцессе его заливки в форму следующаяф 1320-1350 С; 13601380 Си 1400-1440 С.Для модифицирования используют дробф 5леный модификатор с крупностью фракцийдо 30 мм, Модификатор имеет следующий химический состав, вес,%; 7,34 М,1,86 Са; 4,71 РЗМ; 54,8663 и железо остальное, Расход модификатора во Овсех случаях 1,0%, Температура заливки чугуна находится в пределах 13601380 С,При использовании модификатора безповерхностного нагрева и установке вшлаковик пенополистирольной вставки первые порции металла получаются немодифицированными и имеют низкие физикомеханические свойства. Подобные результаты получаются при нагреве поверхнос-ти модификатора до температуры болеенизкой, чем 0,35 температуры его плавпения. Предварительный нагрев поверх 1ности модификатора до температуры0,35-0,70 температуры плавления прикрупности фракций 0,5-5 и 3-8 мм даетвозможность получить оптимальное растворение вводимых присадок в первойпорции металла, более равномерное ихрастворение в процессе всей заливки ио- .ЗОходного чугуна в форму, выравниваниемикроструктуры, а также повысить физико-механические свойства чугуна.Повышение температуры поверхности моди-. 6фикатора выше 885 С приводит к интенсивному растворению модификатора в первой порции чугуна и увеличивает нераьномерность его растворения в процессе всей заливки формы.Изобретение дает возможность повысить физико-механические свойства высокопрочного чугуна, полученного из первой порции металла. ф о р м у л а изобретения Способ обработки металла в литейной форме, включающий размещение вэлементах литниковой системы прис адок,предварительный их нагрев и заливкулитейной ирмы жидким металлом, о тл и ч а ю щ,и й с я тем, что, с цельюрегулирования распределения присадокв первой порции металла и повышенияоднородности микроструктуры и физикомеханических свойств металла в различных сечениях отливок, поверхностныйслой присадок в количестве 10-60% от;общего их объема нагревают до темпера-,туры, равной 0,35-0,70 температурыплавления обр абатываемого металла.И:точники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии % 50-17327,кл. 10 "Г 55,1, 1975,2. Авторское свидетельство СССРМ 444606, кл. В 22 9 27/18, 1971.