Способ обработки заэвтектических силуминов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 1990848 Сфвз СоветскикСоциалистическихРесеублик(22) Заявлено 060781 (21) 3310429/22-02 Щ М. Кл.з с присоединением заявки ЙоС 22 С 1/06 Государственный комитет СССР но делам изобретениИ н открытий(72) Авторы изобретени ститут проблем литья АН Украинской ССР(54 ) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИХ СИЛУМИНОВ о.-фосен- ес- фос- свой- ного е из приведзаэвтектиер, железорочностиыедополнительза. К томуных метод ких снлум Фор, могу ства отли введения же некотор в обработк нов, напри понизить ок за счет сплав желИзобретение относится к литейному производству цветных металлов и. сплавов, в частности к обработке заэвтектических силуминов, и может быть использовано для изготовления отливок иэ укаэанных сплавов с повы- . шенными физико-механическнми свойст вами,Известны способы обработки. эаэвтектических силуминов фосфорсодержащими добавками, например, пятихлористым Фосфором, лигатурами медь- фосфор, марганец-фосфор, желез Фор 1и 2;Однако такие способы не обеспечивают необходимое повышение служебных свойств отливок, к которым предъявляются все возрастающие требования. Это объясняется тем, что введение в сплав лигатур обеспечивает только модифицирование структуры металла за счет фосфора, входящего . в состав укаэанных добавок. Известен также способ модифицирования заэвтектических силуминов лигатурой никель-Фьсфор с содержаниемФосфора до 23,8 вес.Ъ, заключающийся в том, что Фосфор, входящий в состав лигатуры никель-фосфор, обеспе"чивает измельчение первичных включений кремния, а никель - легирущ ет силумин.Таким образом, одновременное введение элементов в сплав обеспечивает его модифнцирование и легирование, что приводит к повышению предела прочности при растяжении и твердости силумина 3(.Однако такая, обработка заэвтектических силуминов не позволяет повысить такую важную их механическуюхарактеристику как пластичность, которая остается очень низкой (относи-.тельное удлинение не превьааает 0,5).Целью изобретения является раэрат.ботка способа модифнцирования заэвтектических силуминов, обеспечивающего повышение механических свойстсплава, в особенности его пластичности.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу обработки Зн ваэвтектических силуминов, включаю 990848щему введение в расплав лигатуры,содержащей никель и фосфор, в лигатуру дополнительно вводят бор приследующем соотношении компонентов,вес.Ъ:фосфор . 7,0-10,0 5Бор 1,5-3,0Никель Остальноеи ее расход составляет 0,5-1,0 отвеса расплава.Никель, являющийся основной лигату 40ры, легирует сплав, а фосфор оказывает модифицирующее влияние на структу.Ру силумина.Введение первых двух элемеитовв виде лигатуры в расплавлениыйметалл обеспечивает только некотороеповышение предела прочности при растяжении и твердости заэвтектическогосилумина.Бор, входящий в состав предлагаемой лигатуры, при взаимодействии сосплавом образует борид алюминия(А 18,2), обеспечивающий микролегирование б-твердого раствора алюминия,что приводит к заметному повышениюпластических свойств и дополнительному увеличению временного сопротивления разрыву сплава. Введение лигатуры никель-фосфор-бор в количествеменее 0,5 вес.Ъ не обеспечивает необходимого повышения механическихсвойств силумина, а свыше 1,0 вес.Ъэкономически нецелесообразно,Для определения эффективностипредлагаемого способа обработки заэвтектических силуминов в лаборатор- З 5ных условиях проведены опытные плавки с введением в сплав лигатуры различного состава.П р и м е р 1. В качестве опытного сплава выбран бинарный заэвтектический силумин с содержанием кремния 20 и железа 0,7Плавку проводят в электрическойпечи сопротивления типа СШОЛемкостью 1,5 кг без рафинирования. 45Обработку сплава проводят лигатуройследующего состава, вес,Ъ:Фосфор 6,5Бор 1,0никель Остальное которую вводят в количествах 0,4;0,5, 1,0; 1,2 от веса металла,П р и м е р 2. По такой же методике с сохранением технологических параметров обработку силумина проводят лигатурой состава, вес.Ъ:фосфор 7Бор 1,5Никель ОстальноеП р и м е р 3. С сохранением той же методики в заэвтектический силумин приведенного состава вводят лигатуру состава, вес.Ъ:Фосфор 10,0Бор 3,0Никель ОстальноеП р и м е р 4. Обработку силумина при неизменных технологических параметрах проводят лигатурой состава, вес.Ъ:Фосфор 21Бор 5,2Никель ОстальноеЛигатуру никель-фосфор с содержанием фосфора 19,5 Ъ (известный) вводят в количествах 0,13; 0,18; 0,40;128 из расчета равного колычества Фосфора в предлагаемойдобавке, по-. казавшей лучшие результаты при иссле. - . довании механических свойств сплава по сравнению с известным.Добавками приведенных составов обрабатывают силумин при 820 С, затем выдерживают его 30 мин и заливают стандартные образцы диаметром 12 мм в кокиль для определения механических свойств в литом состоянии.Результаты исследования стандартных прочностных показателей сплава, обработанного предлагаемым и известным способами, приведены в таблице. Из таблицы следует, что обработ- . ка заэвтектического силумина предлагаемым способом повышает предел прочности при растяжении на 10-12, а относительное удлинение - в 2,0- 2,5 раза по сравнению с известным.Экономический эффект составляет 30-50 руб. на тонну годного литья за счет снижения брака отливок по трещинам.990848 Количествоот веса Вид обработки Состав, вес,Ъ Механические свойстваффосфор Бор Никель Предлагаемый 6,5 1,0 Остальное 0,4 13,0 0,3 68 0,5 13,5 0,5 70 1,0 75 1,2 78 0,4 7,0 1,5 70 0,5 85 1,0 80 1,2 14 0,8 78 78 14,4 0,4 16,2 1,2 0,4 1,0 3,0 85 0,5 16,4 1,3 80 1,0 16,4 0,8 1,2 11,2 0,872 12,0 3,2 0,4 0,5 75 14,6 0,8 15,2 0,5 0,1 78 69 13,2 0,5 1,2 68 Остальное 0,13 19,5 Известный 75 0,14 76 0,40 1,28 ВНИИПИ Заказ 62/38 Тираж 625 . Подписное филиал ППП "Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 Формула изобретенияСпособ обработки заэвтектических силуминов, включающий введение в . расплав лигатуры, содержащий никель- Фосфор, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повыаения механических свойств силумина, в лигатуру дополнительно вводят бор при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:фосФор 7,0-10,0Бор 1,5-3,0Никель Остальное металла,В 2 В,кг/мм д, Ъ НВ, кг/мм л14,0 0,5 14,2 0,7 14004 15,8 1,0 16,0 1,2 13,4 13,8 0,4 14,1 0,3 14,2 и ее расход составляет 0,5-1,0% отвеса расплава,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Строганов Г.Б. и др. Сплавы алюминия с кремнием. М., Металлургия", 1977, с. 216-218. 2, Патент США 9 3953202,кл, 75-148, 1976. 3. Р.Ж, фМеталлургия", 9 12,1965, реф, Р 12 И 521.