Вставка для модифицирования чугуна в литейной форме

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН у 5 в В 22 Р 2720; С 21 С 110 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 25. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Белорусский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт и Минский тракторный завод(56) 1. Патент ФРГ2425122,кл. С 21 С 1/1 О, 1976.2. Модифицирование в форме серого ивысокопрочного чугунов. ЭИ ТОЛП, 1976,46, с. 23-25. БО 1066738 А(54) (57) ВСТАВКА ДЛЯ МОЛИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА В ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЕ, выполненная в виде цилиндра из графитпзнрующих элементов, от.1 ичающияся тем, что, с целью уменьшения кромочного отбела в отливках путем повышения равномерности растворения графитизируюц 1 их элементов призаливке; она в верхней части выполнена в виде усеченного конуса, обращенного вверх меньшим основанием, причем высота цилиндра составляет (0,5-1,5)д, диаметры большего и меньшего оснований усеченого конуса равны соответственно (0,3-0,5) 4 и (0,-0,3) д, а его высота (0,5-1,5) с(, где д - . диаметр цилиндра.Изобретение относится к литейному производству, а именно к внутриформнцому модифицированию чугуна, обеспечивдюп 1 му эффективное графитизирующее лействие, и может быть использовано при массовом про.изволстве разностенных маПицостроительных отливок на автоматических формовочных линиях., Известна- присадка лля осуществления внутриформенного молифицировация, уста.навливаемая в литниковом ходе, выполнен-. 10 ная в виде брикета из цилиндрических лис. ков, контактирующая по всей поверхности с расплавом, протекающим по специальным каналам, выполненным в литниковом ходе 111.Известно устройство характеризуется повышенным расходом металла нд литниковую систему и недостаточным модифицировацием первых порций металла.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению являются модифинируюецие вставки, выполненные в зависимости от метгллоемкОсти литЙнОЙ формы В еиде усеченцоГО конуса, усеце)НОЙ пирамиды, или цилиндра которые запрессовываются в форму ца 1/3 их высоты 12. 25Недостатком известной вставки является невозможность равномерного модифи- нирования отливок с массой менее 10 кг.Применецие в известной присадке гряфитизируюних модификаторов позволяет снизить величин Отделя В ОтлиВках сечением свы;е 5 мм, однако при этом не ликвилигуется кромочцый отбел, резко ухулпающий обрабдть:ваемость отливок на автоматических линиях.Целью изобретения является лле(ьеРНИР3. кромочного отбела в оливках за счет по.вышения равномерности растворения присадки в ропессе заливки форм.Указанная цсль достигдстся тем, что вставка для (одифицировяция чугуна в литейной форме, вьшолнеццдя в виде цилиндра 40 из графитизируеощих элементов, В верхней части выполнена в виде усеченного конуса, обращенного ввер; меньшим основанием, причем высота цилиндра сос гавляет (0,5- 1,5)(1, диаметры большего и меньшего ос.нований усеченного конуса равны соответ- ственно (0,3-0,5)Г 1 и (0,1-0,3)а, а его высота- (0,5-1,5) с 1, где (1диаметр цилиндра.На чертеже изображена литейная форма с установленной вставкой для молифинирования чугуна в литейной форм.50В углублении 1 под стояком 2 устанавливают вставку, верхняя часть 3 которой выполнена в виде усеченного конуса, а нижняя часть 4 и 5 -- в виде цилинлрд. Вставка из модифицируоп,Ри п).)исядки лсГдыдвли.вается непосредственно пол стояком с заглублением цилицлрицской чдсти 5 цд 1/2 ВысОты еилиндриче(кОЙ це)сти. 1 я 10 лер.ность ряствоения Встав(и в Процессе 31 ЛИВКИ ДТЕц(Т(51 зд (1(. ОП Р(1;РЦ НОЙ (РОР. мы. и Гим 1 лц 1 я фрмд Ириса,1 ки, изОтав. ливамой мст(лом литья в кокил, опрсле. ляется эк( п(римецтдльцо.,ея обработки первых порций мтдллд слукит верхняя коничская часть. 110 мере грогревд присадки цдциц;)ет(я растворение и план;ение нижней цилицлрццской части. Все рдзмерыприсдлки лля удобства Отцсены к диаметру 11 цилицлриц(.ской цижц(й части.(.ОотонНР размеров или цдрической части (выта 0,5-1,5)(1 обусловлно цеоб ходимостью равномерно о модифицировд. ния пг)слелцих порций металла. Размеры всрхцей конической чдсти (высо;а 0,5-1,5)(1, больший лидмстр 0,3-0,54 и мецыпий диаметр 0,1-03(1), позволяет эффективно и Оыстпо мГ)лифиццрОвять переЗые порции рдс. плавд. 1)олучеццая форма вставки обеспечивает Кобхолимое бысгрое ц равномерное распзорение присадки состава, вес./,:К рел ц и Й 5,0-22,0 Железо 3,0-10,0 Р,М нсрпеной группы 10,0/(4 ац и и 0- З,0Л,юл(ициЙ Остал ьцо Вел ичид приЯлки, ВводимОЙ в .ит(.Й- ную форму, устацавпивдтся экспримцтально. лЕеццезначение 0,003"/о применяется для относительно мягких цугуш)в с высоким и ср(лнцм углеродным эквцвдлецто( (0,8 Сз 1) Верхний предел (0.2/( позВол 5 Рт у( тра ни Гь крОмоч цьЙ ОТО;11 (лиц. ках с ГРОДИл эквивдлРцтом ,э 0,8) .Ввод присадки в чуглн при расположении ее непоср(лствецно под стояком позволяет за счет плра вл ицеского улара и турбул издции потока рзствОрить ПРПВыми пор(Н 5)ми расплава топкуО верхцкно коцицескую:(асть. Заглублеие нижней нилин,Ерицской части и полуформы нд12 высоты Обспецивае ее достаточно медленцый прогрев и рдст. ворецис послслцимц порциями расплава.Такая установка позволяет такжудержать присадку цод стояком в процесс здполнеция формы рдсплдвом.Пример. Ввиду сложности .и р(гкания термолинамицеских процессов при рдл во. рении компактных вставок в Объел(е металла магематицеский расчет данного процесса явля(.тся н(:ВОЗМОжным, поэтомвьО(1 формы и размеров вставки оппеле,як)тся эксп- римецтдльцо. Практически была проверена растворимость компдктньх вставок в форме цилицдря с разным соотщиРН Рм лиаме"; - ра к высоте усеченного конуса 1 комбинированной формы, т.е. соетд;:,ия нилицлрд с усеченным конусом. Г)уцпи П.ултчт 1 были в последнем случае. Экспери)1 нте)Г нсе опробование производится ( помонью специальной литейной формы, рдсИложе( и О Й и Ол Гл 0 м к ГО Р ц 3 О и т У и Г О:1 в( л 51 кнР и четко разделить расплав цд огл(ль ыпорции ПО меР заполнеци 51 формы и вздп(1(л(1. ствия с присадкой.Плавка чугуна осуществляется н индукционной печи емкостьк 40 кг. В качестве шихты применяется возврат заграноццой планки. Металл заливают в специальные формы, расположенные под утлом к горизонту. Поток металла разделяется н форме по каналам и по мере заливки формы заполняет последовательно рял клиновых проб на от. бел и накопители чугуна. Всего в форме устанавливается пять клиновых проб на отбел.Металл в индукционной печи нагревают до 1380 С и заливают в рдзливочный ковш. Затем металл при температуре 1340 заливают в формы указанного состава. Выплавку присалок осуществляют в ин дукционной печи из чистых материалов (алюминий, магний) и ферросплавов (кремния, РЗМ), которые заливаются в специальную форму, имеющую цилиндрическую и коническую части. Предлагаемую присадку в количестве 0,1 /о от металл оем кости формыо20 вволят в специальное углубление в нижней полуформе под стояком на 1/2 высоты ее цилиндрической части.В таблице приведены испытанные формы вставок (известная-цилиндр и конус, и пред ложенная, включающая цилиндрическую я коцусные части при различном соотношении размеров), За базовый размер принят диаметр цилинлрической части д. Размеры присалок растцитывдются исхоля из их веса, равного 0,1 веса расплава, заливаемого в 30 форму.Присадка предлагаемой конструкции испытывается при трех нариантдх соотношений размеров цилиндрической и конической частей, а именно с высотой пилинлрической части (0,5-1,5)с), большим диаметром кони- .З 5 цеской части (0,3-0,5)с и т.л.В таблице приведены данные цо отбелу в пробах 1-5 (лля предложенной конструкции они даны для трех вариацтон соотношений размеров).40Из таблицы видно, что если пилинлрическая вставка эффективна в конце заливки (последние 40"/, расплава, заполняющего форму, т.е. последние лве пробы), а конусная форма присадки снимает отбел первых порций расцлана в первых трех пробах, то 45 предлагаемая конструкция равномерно ра 00073 О4стноряется н процессе всей заливки, обеспечивая высокую эффективность молцфцци.рондция.ропесс растворения модификатора цметалле можно прелстднить следуюццм образом. В первый момент соприкосновения расплава с легкоплавким модификатором на поверхности модификатора образуетсятвердая корочка металла, Затем модифи.кдтор под корочкой металла расплавляется и при разрыве оболочки моментально растноряется.Таким образом растворение вставок протекает моментально, а следовательно, и процесс модифццрондция компактными встав.ками цилиндрической формы не стабилен.Дл я более постепенного растворен ия молифипирующей встднки ее разбивают в теп.ловом отношении на части. За счет того, что верхняя часть вставки имеет форму усеченного конуса и масса ее сравнительно небольшая, она быстро прогревается и вследствие гидролинамического улара расплава растворяется первыми порциями металла. Для прог(уева и растворения средней части вставки требуется большее время за счет охлаждения формой боковых поверхностей нижней пилицлрической части. Скорость растворения вставки существенно замедляется по сравцению с двумя предыдущими, и данная часть нстднки модифицирует послелние порции расплава.Как видно из данных таблицы, предложенная нстднка обеспечивает сильное гра.фитизирукипее действие, при этом в сече.ниях свыше 3-5 мм устраняется кромоцный отбел, цто эквивалентно отбелу в клине менее 1- мм. Предлагаемая вставка удобна при применении н цехах, оснащенных произ.водстненцыми формоноцными линиями.К преимуцпестндм предлагаемой вставкиотносятся также высокая эффективность и сгдбильцость действия. Использование мо.дифипирукппей вставки позволяет исклю.чцть необходимость графитизирующего отжига тонкостенных отливок, снизить трудоемкость их механической обработки отливок, применить единую шихту в цехе, выпускаюпем одновременно массивные и тонкостенные отливки. Экономический эфффект от применения предложенного изобретения свыше 50 тыс.руб. н гол.1066738 ба, В 4 Известная Цилиндр Высота 1,5 оДиаметр с 1 10 Усеченныйконус Меньшийдиаметр 0,1 а Большийдимаетр 0,5 й 1 Высота с 1 а а Высота 0,33 0,44 0,56 Меньший диаметр 0,1 а 0,2 б 0,3 а 6 1,5 д 0,5 а Высота Предлагаемаяпо вариантам, 9 Цилинд- рическаячасть Диаметр Коническаячасть Большойдиаметр 1 П Ш 1 П Ш 1 1. Ш 1 П Ш 1 П Ш 1 П Ш 0,56 б 1,56 4 1 0 1 0 1 0 0 0 2 1 2 3 0 4 Составитель В. Николаев Редактор Л. Повхан Техред И. Верес Корректор М. Демчик Заказ 10901/14 Тираж 779 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенкй и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент г. Ужгород, ул. Проектная, 4