Способ получения отливок

(51) 4 В И К тава зот ого ыбиледова- нститут ци и политех еь метцов их лементов для синт зируемого тных частиц,1, отли химические во СССР1978.ских матес. 831,очняющих диспер 2, Способ по и,а и м, чт агенты размещают в ре в виде брикета,онно е- е скими реакция дисперсныхотерми управления экми синтеза уп частиц при пол щенной массойтам добавляют вых продуктов ю отливок с повымическим реагентор в виде готормических реакучени к хи нгиб экзот плавов в количеств ции или феррос 1-20% от массь их реагенто ими СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ ОРСКОМУ СВ ЕТЕПЬСТ(54)(57) 1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОТЛИВОК, преимущественно из железоуглеро дистых сплавов, включающий размещение в реакционной камере литейной формы химических реагентов, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения формирования в структуре отливок упрочняющих дисперсных частиц заданного типа, преимущественно карбидов или карбонитридов,ПЯО 120270 или боридов, независимо от со сплава за счет синтеза при эк мических реакциях бескислород горения, химические реагенть ают из ряда металлов: титан,ий, ванадий, ниобий, и из рядеталлов: углерод, бор, карбидия, цианамид кальция, причемодержание соответствует стехиическому соотношению химическ 3. Способ по п, 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностейИзобретение относится к литейному производству и может быть использовано при модифицировании стали влитейной форме,Целью изобретения является формирование в структуре отливок упрочняющих дисперсных частиц заданного типа, преимущественно карбидов иликарбонитридов, или боридов, которыепридают отливкам из различных сплавов мелкозернистую структуру без следов видманштеттовой структуры литогометалла, и расширение технологическихвозможностей управления экзотермическими реакциями синтеза упрочняющихдисперсных частиц при получении отливок с повышенной массой,Цель достигается тем, что в качестве модификатора используют смесьиз компонентов, вступающих в экзотермическую реакцию синтеза упрочняющихдисперсных частиц при контакте с жид.ким металлом. При этом используюткомпоненты, реакция между которымив условиях бескислородного горенияне приводит к образованию газов и других соединений и веществ, кроме упрочняющих дисперсных частиц. Такимикомпонентами являются элементы изряда металлов: титан, цирконий, ванадий, ниобий в смеси с углеродсодержа.щими компонентами (в случае образования карбидов) или компонентами,содержащими одновременно углерод иазот (в случае образования карбонитридов) либо бор (в случае образова 35ния боридов), которыми могут быть порошки углерода (например, сажи),карбида кальция, цианамида кальцияили бора. Металлы, вступающие в реакцию с неметаллами С, М, В, могут40быть и в виде порошков соответствующих ферросплавов, в которых железоиграет роль ингибитора. Ингибиторами могут служить различные карбиды, нитриды, карбонитриды или бориды, а также упомянутыеферросплавы,П р и м е р 1, 11 орошок титанамарки ПТС с размером частиц 100125 мкм (80 мас.7 - 150 г) и сажуламповую марки ПМ(20 мас.%) смешивают в бочке и из приготовленной смеси на прессе усилием200 т изготовляют брикеты (вставки)диаметром 50 мм и высотой 25 мм(без связующего в связи с тем, чтосама сажа служит таковым),Брикеты заформовывают под зумпфстояка в опоке с литниковой системойпозволяющей отделять начальный потокжидкой стали, заполняющей головнуючасть формы (7 кг металла) от последующих потоков, заполняющих среднюю(5 б кг металла) и хвостовую (7 кгметалла) части. Общий вес отливки150 кг, Форму заливают сталью марки 2 ОЛ.Расчетное содержание титана вметалле, таким образом, при полном.его усвоении сталью и полном сгорании брикета должно составить 0,17.Практически содержание титана составляетД . головная часть формы 0,052;средняя часть 0,0 б 1; хвостоваячасть О,059. Если учесть, что в зумпфе остается 13 г продуктов горениясмеси, можно принять процент усвоения титана равным " 607.Распределение титана по различным частям отливки равномерное, Микроструктура во всех трех ее частяхимеет равноосное, мелкозернистоестроение без следова видманштеттовой структуры,По описанной в примере методикепроводят эксперименты с использовакием титана, циркония, ванадия иниобия в сочетании с компонентами,содержащими углерод, углерод иазот (вместе) и бор.Расчетное содержание модифицирующих элементов в стали (титана, циркония и т.п.) во всех случаях составляет 0,1 мас,7,Результаты испытаний опытного металла приведены в табл, 1,Металл имеет высокий уровень свойств, несмотря на то, что он находится в литом, не термообработанном состоянии.П р и м е р 2, Аналогично примеру 1 проводят эксперименты, при которых в состав смеси при изготовлении вставок добавляют ингибитор.1Результаты испытаний опытного металла приведены в табл. 2, из которой видно, что дополнительное использование ингибитора дополнительно повышает свойства стали.Дополнительное повышение свойств является результатом более длительного и более равномерного горения сме-. си в случае добавки к ней ингибитора, 1202701Верхний уровень добавки ингибитора обусловлен тем,что при его содержании в смеси свыше 207 наступает задержка в загорании модификатора и первые порции жидкого металла не подвергаются модифицированию, При этом в отдельных случаях наблюдается увеличение количества продуктов горения (частично даже иногда и вовсе не сгоревшая смесь) в зумпфе,1 О 15 Нижний уровень добавки йнгибитора(17) обусловлен тем, что неточностьвзвешивания компонентов на практикекак раз и соответствует возможностиобразования избытка одного из компонентов в таком количестве,Опыты показывают, что при содержании ингибиратора в смеси 217 остаток в зумпфе составляет 15-207. против практически допустимого 8-107,причем первые порции жидкого металлаплохо промодифицированы,Технико-экономическая эффективность предложенного решения связанас высокой усвояемостью модификатора(свыше 507 с учетом остатка в зумпфе, угара и др) по сравнению с традиционными методами его ввода, атакже с тем, что частично или пол-ностью исключается термообработка.отливок за счет достижения мелкозернистой структуры литого металлаи его высоких механических свойств.1(Ч О л ф ф ф в ла ф щФФ, Ф ФЧ ф о о м о л т ц ВФ ФФ фФ фФ