Способ модифицирования заэвтектическихсилуминов

(22) Заявлено 23.02.79 (21) 2727829/22-02с присоединением заявки Рй(51) М. Кл. С 22 С 1/Об 1 Ъвударстевниьй конитет С С СР ио делам изобретений и открьпий(72) Авторы изобретен литья АН Украинской ССР и Ор нститут проблем материаловеде Украинской ССР Институт проблемКрасного Знамен(71) Заявител ИРОВАНИЯ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИЛУМИНОВ ПОСОБ М е относится к литейному пройзвсдметаллов и сплавов, в частноспт, заэвтектических силуминов, и моользовано при изготовлении отлианных сплавов с повышенными фиескими свойствами. Изо ретени етных ботке пь исп к абра жет бь вок и зико-м аз анич В современном машиностроении и приборостроении для деталей, работающих при повышенных температурах, в условиях износа и трения, применяются заэвтектические силумины с содержанием кремния от 14 до 2 б%.Известные способы модифицирования заэвтектических силуминов, включающие обработку сплавов лигатурами медь-фосфор 11, железо- фосфор 21 марганец-фосфор, не всегда обеспечивает повышение служебных свойств отливок, работающих при повьппенных температурах. Это объясняется тем, что все жаропрочные сплавы содержат,как правило, медь, желе. зо и марганец в качестве упрочняющих элементов.(Поэтому дополнительное их введение целе-, сообразно только с целью модифицирования структуры фосфором, входящим в состав лигатуры.Некоторые из указанных сплавов, напримеР лигатура железо. фосфор, при повторном введе нии железа может снизить прочностные свойства сплава, что является большим недостатком рассматриваемых способов обработки силуминов заэвтектического типа.Известен также способ модифицирования заэвтектических силуминов, включающий обработку фосфорсодержащим модификатором, а именно лигатурой никель. фосфор 31.Однако введение указанной лигатуры не обеспечивает повышения жаропрочности и служебньтх свойств сплава по следующим при. чинам.С одной стороны, в силумине образуется ннтерметаллид-алюминид никеля (А 1 И 1,) , об. ладающий высокой микротвердостью и ма. лой растворимостью при. повышенной темпеПоэтому предполагали, что никель долженовысить жаропрочность силуминов за счетлокирования границ зерен и подавления про.Вид обработки силумина Механические свойства сть Удлинение м % аропрочностзарюкг/м.2 По предложенному способс введением добавки Сов кол.ве, вес% 110 О,б,5 5,По известному способу (прототип) с введениедобавки И - р в количестве, вес.% 3 8цессов диффузии при повышенных температурах, Такая предпосылка подтверждаетсяувеличением пречела ползучестп сплава притемпературе выше 350 С.С другой стороны, никель в основномвходит в состав жаропрочных фаз типа "5"и Ъ", состоящих, кроме никеля, из ме.ди, кремния, марганца и железа, Так каксамостоятельной фазы алюминида никеля вструктуре сплава ограниченное количество,то правильнее считать, что вклад никеля вжаропрочность легированных силуминов невелик, и специальные исследования с варьированием никеля в пределах О - 2,5% это подтверждают,Кроме того, никель уже входит в составсложнолегировашых силуминов и дальнейшееувеличение его содержания практически нецелесообразно. Все указанное является недостатком известного способа модифицированияуказанных сплавов.Целью изобретения является разработкаспособа модифицирования заэвтектическихсилуминов, обеспечивающего повышение жаропрочности и служебных свойств силуминов;Поставленная цель достигается тем, что вкачестве модификатора вводят лигатуру ко.балы-фосфор в количестве 0,7 - 1,2% от весасплава.Фосфор, входящий в состав лигатуры, является модификатором заэвтектлческого сиду.мина.Кобальт, с одной стороны, входит в твердый раствор и, имея низкую скорость диф 02389 4фузии, остается в его составе при достаточно высокой температуре, а с другой стороны, образует сложные тугоплавкие соединения, которые блокируют границы зерен твердого раствора. Все это приводит к замедлению процес.сов ползучести и, как правило, повышению жаропрочности. Введеше добавки менее 0,7% от веса счлава является неэффективным, а свыше 1,2% - экономически нецелесобразным. Для определения эффективности предлагаемого способа модифицирования заэвтектических силуминов в лабораторных условиях Института проблем литья АН УССР были проведены опытные плавки с обработкой сплава лигатурой кобальт-фосфор с содержанием фосфора 20 вес,%. С этой целью был выбран легированный сичумип следующего состава, вес,%: кремний 18,0; медь 2,0; никель 1,2; марганец 0,7; магний 0,3; железо до 0,7;алюминий - остальное. Плавки проводили в электрической печи сопротивления типа СШОЛ - 2 емкостью тиг. ля 1,5 кг без рафинирования. Лигатуру ко. балы фосфор в количестве 0,7-1,2% от веса сплава вводили с помошью колокольчика, после чего выдерживали силумин при температуре 800 С в течение 30 мин и заливалн образцы в кокиль для механических испьгга.. ЗОО шьй и определения жаропрочностпц орРезультаты исследования механических свойств силумина, обработанного по предложенному и известному способу, приведены в таб. лице (средние значения).802389 Ь Продолжение табл Вид обработки силумина Механические свойства Номери/и 1 Твердость, НВ кг/мм ение,%рочность, кг/мм аропорчность, кг/мм 0,5 4,8 115 118 4,9 120 5,0 125 5,0 Иэ приведенных данных видно, что после модифицирования эаэвтектического силумина ,предложенным способом жаропрочность сплава повышается на 10 - 15% по сравнению с известным способом, Последнее позволяет повысить срок службы поршней двигателей внутреннего сгорания на 10 - 15%. Формула изобретения Способ модифицнрования эаэвтектических силуминов, включающий обработку фосфор- содержащим модификатором, о т л и ч а ю. Составитель Г, ТитоваТехред М, Федориак Редактор Е, Братчнкова Корректор М. Коста Тираж 692 ВНИИПИ Государственного комитетаСССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Заказ 10510/ЗЗ Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4 а) 0,6 б) 0,7 в) 0,85 г) 1,20 щ и й с я тем, что, с целью повышения ме-.ханических свойств силумина, в качестве мо.дификатора вводят лигатуру кобальт-фосфор 20в количестве 0,7 - 1% от веса обрабатывае.мого силумина,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе РЖ 1 Металлург и .о 10 1970 реф. 10 Г 218,2, РЖ "Металлургия", У б, 1966, реф. 6 И 436. 3. РЖ "Металлургия", У 12, 1965, реф. ЗО 12 И 521,