Способ модифицирования чугуна в литейной форме

(54) СПОСОБ МОДИ В ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЕ ЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА ерживаюия при перадки. Колиее трех. ил, 1 таб УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙПИСАНИЕ ИЗОБР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) АвторскоеВ 1044410, кл.Авторское свУ 1134290, кл,юл. В 24облем литья АН УСО.И.Шинский,О.Черняк088.8)видетельство СССР22 С 9/08, 1982.идетельство СССР22 П 27/20, 1983 7) Изобретение относится к лит му производству, в частности к 22 Р 27/20, В 22 С 9 модифицированию чугуна в литейнойформе. Цель изобретения - повьппениекачества разностенных чугунных отливок при использовании модифицирующейприсадки одного фракционного состава - достигается заливкой расплавачерез стояк 1 на модификатор 2, раэделенный на слои газифицируемымипластинами 3, помещенными в реакционную камеру 4. Модифицирующая присадка растворяется послойно. В объемпластин при их изготовлении введен магнии в виде гранул, п щий эффект модифицирова ходе от слоя к слою при честно слоев д.б. не меИзобретение относится к литейному производству, в частности к модифицированию чугуна н литейной форме.Цель изобретения - повышение качества разностенных чугунных отливок 5 при использовании модифицирующей присадки одного фракционного состава во всех ее частях. Части модифицирующей присадки в реакционной камере располагают по крайней мере тремя10слоями. Между слоев устанавливают пластинки из легковыжигаемого материала, преимущественно пенополистирола. В объеме этих пластин распре 15 делены гранулы магния в количестве4-97 от массы пластин.На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа,Расплав через стояк 1 заливают в литниковую систему. Он вэаимодейст 20вует с модификатором 2, который разделен выжигаемыми пластинами 3 покрайней мере на три слоя. Взаимодействие расплава с модификатором происходит в реакционной камере 4, Привзаимодействии жидкого чугуна с вышележащим слоем модификатора он вы.гмывается и растворяется. Толщина слоямодификатора, уменьшается неравномерно: со стороны входа расплава в камеру быстрее ввиду более быстрого прогрева модификатора и наличия динамической составляющей скорости входящегопотока жидкого чугуна, а со сторонывхода расплава из камеры - более медленно, Поэтому в окончательной стадии нэаимодействия жидкого чугунас.модификатором слоя, когда наступает уменьшение площади их контакта,происходит полностью вымывание модификатора со стороны входа в камеру,и жидкий чугун по каналу, образовавшемуся в результате деструкциипенополистироловой вставки, посту 45пает на поверхность следующего слоя,а также омывает с двух сторон оставшийся модификатор предыдущего слоя.Это позволяет унеличить поверхностьвзаимодействия жидкого чугуна с мо 50 дификатором и тем самым уровнятьсодержание модификатора н чугуне эа весь период заполнения формы. Однако при переходе от одного слоя модифнкатора к последующему происходит55снижение массовой доли модификатора в чугуне вследствие недостаточного прогрева обратной стороны предыдущего и поверхности последующего слоев,Это снижает содержание магния в чугуне. Снижаются и механические свойства чугуна в соответствующих местах отливки.Для устранения укаэанного недостатка в полистироловую пластину вводят при изготовлении гранулированный магний. В период заполнения зазора между слоями он взаимодействует с жидким чугуном и повышает содержа" ние магния и расплаве. Это позволяет практически устранить неравномер ность модифицированного чугуна при переходе от одного слоя модификатора к последующему.Уменьшение количества слоев модификатора (менее трех) ведет к увеличению толщины слоя модификатора, Что замедляет процесс растворения модификатора и проникновения жидкого чугуна к полистирольной нстанке, что ведет к неоднородности микроструктуры, снижению и неоднородности механических свойств по сечениюи высоте отливки.Снижение содержания магния в пенополистироловой пластине ниже 4 Е ведет к образованию локальных объемов в отливке с заниженным содержанием магния и, как следствие, к снижению механических свойств чугуна в этих объемах.Увеличение содержания магния свыше 97 ведет к дополнительному расходу магния, возможному выбросу металла из литниковой систеия, появлению в локальных объемах свободно- структурного пементита.Толщина слоя модификатора в реакционной камере может быть определена по формуле0,3т (1 + д)4 Ргде Ь - начальная высота модификаРтора н реакционной камеребез учета толщины пластин;й - допустимое отклонение содержания Мя от среднего значения, Е.Холичество пластин и определяется согласно выраженияи = ( -- 1),ЬЬа толщина пластин определяется изусловия возможного заполнения кана,ла, образованного пенополистирольной) 1 шт п ед ор аб посоО модифидираваиия Покаватели едлагае Г 1 Количество слоямодификаторе вреакционной камере 5 Расход модификатора от массы заливаемого чугуна Х 1,г,о 1,О Содерианиа магния в пенополистироловой плас 4,О з,11,О 6,0 е,Максималница прком сосна по макремни ьная рав- химичесаве чугугннуо н к 1 го 15 1 г Предел прочности чугуна прн растявении, Юа 495 40-510 560-520 575-5 ельноевие чугуна,К 3,6-1,4,4-З, 1 4,4-38 7, 1-62-6,6 32-227 3,5-1,7 .5,0-4,2 удлине вердость ( 247-195 гз 5-го 5 228-224 230-2 232-198 243-190 228-2 Количество феррита в чугуне, й 56-30 53-47 57-54 55-34 54-2 55-50 4-18 3 13200 пластиной, и может находиться в пределах 5-10 мм,причем уменьшение пластин менее 5 мм может привести к остановке потока металла, а увеличение свыше 10 мм ведет к необоснованному увеличению расхода металла.Например, при Ь м 90 мм; 232 м = +53; ьм "102 толщина слоя моди- фикатора ь " у0,3 90 1 22 ммЬ у Отсюда количество пенополистирольП р и м е р. Проверку проводят изготовлении корпуса червячного уктора из чугуна с шаровидной мой графита, имеющего следующие аритные размеры, мм: высота 600,15 4ширина 620 и длина 750. Масса отливки 245 + 5 кг.В качестве исходного чугуна для модифицирования используют чугун следующего состава, мас.7.: С 3,3- 3,4; Бх 1,45-1,50 у Мп 0,25-0,3 уХ 2 0,05; Сг 0,04; Р 0,07; Я 0,02-0,03.Чугун выплавляют в электродуговой печи. В качестве газифицируемых пластин применяют пенополистироловые пластины толщиной 5-7 мм, которые получают автоклавным методом (Р= 0,2-0,4 И 1 ау время спекания 4 мин, охлаждения - 6 мин) из пред-варительно вспененного пенополистирола ПСВ-Л фракции 0,5-1,0 мм в воде (температура воды 370 К, время вспенивания 3 мин) и смешанного с 4-9 Е магния гранулированного МПГ фракции 0,05-0, 1 мм.В качестве комплексного модификатора использован сплав ЖКИ. Температура заливаемого чугуна в форму 1680-1700 К.В таблице приведены данные модифицирования чугуна в форме, микроструктуры и физико-механическихсвойств чугуна. 0-555 560-520 535-490 560-531320015 6 Формула изобретения Составитель Т.КоролеваРедактор Э.Слиган Техред Н.Глущенко Корректор А.Ильин Заказ 2559/12 Тираж 740ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 В способе 1 содержание магния в пластине менее 47., а в способе 5 более 93. При осуществлении способов 6 и 7 соответственно использовано два и шесть слоев модификатора. 5Из данных таблицы видно, что предлагаемый способ модифицирования чугуна позволяет уменьшить максимальную разницу химического состава чугуна по магнию и кремнию в различных частях отливки с 160 до 1 12-1207, уменьшить разницу в величине предела прочности чугуна при растяжении с 10 до 2,5-6,57., в величине удлинения с 200 до 7-357 и величине твердости (НВ) - с 26,0 до 2,0-157 Исследова" ние микроструктуры чугуна из различных частей отливок показало, что предлагаемый способ модифицирования позволяет получать в микроструктуре малую разницу по количеству Феррита. Способ модифицирования чугуна в литейной Форме, включающий пропускание расплава через реакционную камеру с модифицирующей присадкой, о тл ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения качества разностенных чугунных отливок при использовании модифицирующей присадки одного фракционного состава во всех ее частях, части модифицирующей присадки располагают в реакционной камере по крайней мере тремя параллельными горизонтально расположенными слоями, между которыми устанавливают пластины иэ легковыжигаемого материала,4 преимущественно пенополистирола, с распределенными в объеме этих пластин гранул магния в количестве 4-97 от их массы.