Каменное литье

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ чтосокрзатроноМп Са Т 1 ОБафМК ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТЮ(71) Институт проблем литья АН УСС(56) 1. Авторское свидетельство СС 9 423641, кл. В 28 В 1/54, 1972.2. Авторское свидетельство СССР М 833606, кл. С 03 С 3/22, 1979;(4)(57) КАМЕННОЕ ЛИТЬЕ, включающее БдОе, А 20, ГеО, РеО, МпО, СаО, о т л и ч а ю щ е е с я тем,целью уменьшения вязкости ащения времени плавки и энер на приготовление расплава ополнительно содерзат Т 102. и МВУ при следующем соотн компонентов, 1 ас,В) 1 42, 9-44,9 ОЗ 4,0-5,8 О 3 О 6, 0-8,2 6,0-7,6 5,0-6,8 Я 0,.2-0,4 0,4-0,5 2 25-3565 Изобретение относится к области камнелитейного производства и может быть использовано при синтезе новых видов каменного литья, найти применение в строительстве, химической, металлургической и других отраслях промышленности.Известны различные виды каменного литья, получаемйе из расплавов: горных пород, шлаков, технического сырья, отходов .промышленного проиэвод ства.Известно каменное литье, содержащее Я 10, Арго, Т 02, Сао, МБО, Гео, Гего, Н 0 и окислы редкоземельных металлов, обладающее хоро шей жидкотекучестью, обеспечивающей хорошее заполнение литейных Форм и четкие размеры получаемых отливок 1 .Однако расплав известного литья характеризуется повышенной 7-8 П вязкостью при 1450-1500 С, при которой производится его гомогенизация и осветление. Это требует дополнительных затрат на расплавоприготовление, что сказывается на стоимости готовой продукции. Кроме того, такое литье не может быть получено методами электродуговой плавки, что исключает возможность производства отливок на заводах, не имеющих природного газа.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является состав каменного литья, содержащий мас.: Я 10 г35 47,6-53,9, А 2 гоз 3,2-3,6," Гегс 0,7-1,0," ГеО 8,5-9,5, МпО 7,-8,4; СаО 7,6-8,6, СаГ,г 15-25 21.Расплавы этого состава имеют повышенную жидкотекучесть и способ О ность к затвердеванию поверхностного слоя в стеклообразном состоянии. Это позволяет использовать изделия в качестве декоративно-художественных. Но из-за наличия стеклообраэной корочки такое литье не может быть при 45 менено для технических целей, так как имеет низкую прочность и абразивную стойкость. Из-за высокой вязкости .: продолжительность плавки при приготовлении расплава велика, что требу ет значительных энергозатрат и удорожает литье.Цель изобретения - уменьшение вязкости, сокращение времени плавки и энергозатрат на приготовление распла-.55 ва. Укаэанная цель достигается тем; что каменное литье, включающее Я 1.Ог, Арго, Гено, Гео, Мпо, Сао, дополнительно содержит Т 10 у, Ваго и ИГГгпри следующем соотношении компонен-, тов, мас.:Я 10 г, 42,9-44,9А 2 г О 4,0"5,8 Ге го О, 5-0,8ГеО 6,0-8,2ИпО 6,0-7,6Сао 5,0-6,8ФТОг 0,2-0,4Иа,г 0 0,4-0,5МБГг 25-35В табл.1 приведены составы каменного литья,фтористый магний способствуетзначительному снижению вязкости расплава и уменьшению продолжительностиплавки. Увеличение содержания вводимого МЯГ 2 выше 35 приводит к значительному.пенообразованию при плавлении шихты, что удлиняет процесс расплавоприготовления. Уменьшение содер"жания добавки МЯГ 2 ниже 25 приводитк возрастанию вязкости и времениплавки, вызывает дополнительные энергозатраты на приготовление расплава.Содержание остальных компонентоввлияет на линейные свойства расплавов И физико-механические характеристики образующегося материала.Возрастание количества Яог, АУДИОи Бао выше указанных предельныхзначений способствует формированиюизбыточной свободной стеклообраэнойфазы, снижающей абразивную стойкостьи прочность материала, при этом повышается также вязкость расплава. уменьшение содержания окислов кремния ниже 42,9 алюминия ниже 4 и натрияниже 0,4 ухудшает кристаллизационныесвойства. расплавовСнижается кристаллизационная способность, повышаетсявязкость и в случае понйжения содержания окислов железа, титана, марганца и кальция ниже укаэанных предельных значений. Возрастание количества окислов титана, железа, марганцаи. кальция выше представленных пределов приводит к Формированию так называемых "сухих" материалов, характеризуемых низкой прочностью и термостойкостью. Литье .оптимального состава содержит указанные компонентыв количествах, представленных втабл.1 состав 2).,Цля получения данного материалаиспользуют осадочные горные породы,шлаки, техническое сырье, отходыпромышленного производства и добавки в виде МЯЛ, Шихту плавят в электродуговых печах, отливки получаютлитьем расплава в литейные Формы.После затвердевания расплава отливки подвергают термической обработке - кристаллизации и отжигу, формирующийся камнелитой материал имееткристаллическое строение. Минеральная фаза представлена пироксаном.Изделия окрашены в светлые серые,гдлубые и зеленые цвета. В табл.2 представлены характеристики расплава и свойства полученного каменного литья.Заметное снижение вязкости наблю-.дается.в низкотемпературной областичто позволяет понизить температурузаливки до 1050-1150 ОС. Пониженнаявязкость позволяет заливать расплавы в любые закрытые формы, а также 5в формы по выплавляемым моделям,и получать как мелкие детали сложной конфигурации, так и крупные фасонные отливки. Такие иэделия имеютвысокую чистоту поверхности и повышенную размерную точность.Преимуществом -данных составовпо сравнению с прототипом являетсяспособность к формированию матерИалов различного строения. В зависимости от режима термической обработки могут быть получены отливки, которые возможно испольэоватькак декоративно-художественные, таки в,техническом назначении.При получении изделий из расплава-прототипа, образующаяся на ихповерхности корочка стеклообраэногостроения не может быть перекристаллиэована и превращена в прочноекристаллическое состояние. Это связано с природой расплавов, содержащих СаГ, выделяющихся в виде капель в стеклообразной массе. Притермообработке стеклообразная Фазапревращается в ситаллоподобное вещество, в котором кристаллы имеютразмеры 0,5-1 мкм, а количество свободного стекла 40-50. Поэтому такиеотливки не могут применяться в условиях абразивного изнашивания и, З 5разрушающих нагрузок.Полученное каменное литье имееттакой состав, при котором расплавможет при определенных условиях кристаллизации образовывать вещество пол-.нокристаллического строения, с размером кристаллов 20-50 мкм и количеством свободного стекла 10-20,В зависимости от предъявляемыхтребований выбирается режим эатвердевания и термической обработки отливок. В случае получения декоративно-художественных изделий отливкиизвлекают из форьи после затвердевания и помещают в термическую печь на термообработку. При изготовлении технического -литья отливки помещают в термическую печь для кристаллизации. не извлекая их нэ форм. В зависимости от назначения литья температура кристаллизации изменяется в пределах 750-95 Л:,Время кристал лизации определяется габаритами изделий. После кристаллиации техническое литье подвергают отжигу. В результате после термообработки по заданно-, му режиму декоративно-художественные иэделия имеют на поверхности тонкую блестящую стеклообразную корочку, улучшающую товарный вид.продукции. Строение материала в сечении мелкокристаллическое с размером кристаллов 20-30 мкм,количество. свободной стеклообразной фазы 20-15. Такие изделия могут эксплуатироваться как декоративно-художественные, так как не подвергаются нагрузкам и ис" тиранию.Техническое литье подвергается такому режиму термообработки, что не имеет на поверхности стеклообразной корочки. Строение отливки по всему сечению однородное кристаллическое. Размер кристаллов 40-50 Мкм, а коля-. чество свободной стеклообразной фазы не превышает 15. Материал имеет требуемые прочностные свойства бн =-800-825 кг/см) 1".ютмр= 0,0- 0,03 г/см,А = 2,5-2,65 кгсм/см. Такие отливки могут быть применены при эксплуатации в условиях механических нагрузок и абразивного изнашивания. Иэделия каменного литья можно ;использовать в строительстве как де- . коративно-художественное,а также в металлургической, горнообогатительной, химической отраслях промышленности в виде фасонных деталей сложной формы насадки магнитного сепаратора и гидроциклона, детали химических насосов, мешалок, реакторов, точные калибры и Фильеры, нитеводители тек стильных машин и т.д.) .1058924 Таблица 1 Содержание компОнентов, мас.Ъ Состав т8102 Т 10 АХО Ре О РеО МаО СаО Ба О МдРд СаР Е л а8,2 7,6 6,8 0,5 25 - 100 7,2 6,9 6,1 0,4 30 - 100 0,5 6,0 5,0 0,4 35 " 100 5;8 5,9 4,8 0,3 . 40 - 100 9,0 7,9 8,1 0,6 20 - 100 0,8 0,7 0,5 0,4 0,9 Прототип 47,6" " 3,2- 0,7" 8,5- 7,4 7,653,9 3,6 1,0 9,5 8,4 8 б 15-25 Таблица 2 Вязкость, П при фС Козффициентистирания,Состав 1100 1200 1150 1400 . 1300 1500 16 25 46 72 50-60 2,50 800 0,02 11 17 33 50 40-45 2,65 825 0,01 10 19 29 41 35.40 2,60 815 О, 03 В, 0 16 24 39 45.50 2, 50 805 О, 04 19 36 60 110 65".75 2,40 780 006 Про- тотип 55 85 30 50 80 65".75 2,30 700 0,10 Составитель А. ЗаславекаяТехред Л.Микещ Корректор О.Билак Редактор О.Колесникова Заказ. 9699/21 Тираж 622 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 44,9 0,4 5,8 44,1 0,3 4,3 4290240 401 01 26 47,0 0,5 6,0 5,1 8,0 4,5 70 4,0 6,1 3,5 5,0 6,0 10 Продолжительностьплавки20 кгшиитымин Ударнаяпрочностькг см/