Способ получения алюминиевого чугуна с вермикулярным графитом

(5 Ц 5 С 21 С 1/О ОПИСАНИК АВТОРСКОМ ИЗОБРЕ ЕНИЯ инст ью. /но(54) СПОСОБ ЧУГУНА С ВЕ (57) Изобре ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТПРИ ГКНТ СССР(71) Научно исследовательскийтут специальных способов лить(56) Справочник по чугунному лиПод ред. Н.Г.Гиршовича. Л.: Мстроение, 1978, с, 121 в.Патент Бельгии Р 727521,кл. С 22 С 38/Об, 1986. ОЛУЧЕНИЯ АЛЮМИНИЕВОГОМИКУЛЯРНЬМ ГРАФИТОМние относится к металИзобретение относится к металлур гии и литейному производству, в част ности к модификаторам, используемым в технологии получения отливок из алюминиевого чугуна с вермикулярным графитом спецспособами литья, а также литьем в песчаные формы без последую .щей термической обработки, и может быть использовано в машиностроитель. ной отрасли народного хозяйства,Цель изобретения = снижение себе" стоимости чугуна эа счет исключения операции термообработки, устранение отбела, повышение механических свойств.Способ по изобретению включает введение в чугун силикокальция в ко- личестве 0,5% от массы обрабатываемого металла совместно с механически. ЯО 166654 лургии и литейному производству, в частности к модификаторам, испольг. зуемым в технологии получения отли вок из алюминиевого чугуна, в том числе получаемых ускоренной кристалфлизацией. Цель в . снижение себестоимости чугуна за счет исключения опе" рации термообработки, устранение отбела, повышение механических свойств. Способ включает введение в чугун силикокальция в количестве 0,5% от веса обрабатываемого металла со вместно с механической смесью, содер: жащей Мя 2535 мас.% и РЗМ б 5 75 мас.%, причем данная смесь вводит " ая в количестве 0,13 0,17% от веса обрабатываемого металла, 3 табл.и кой смесью, содержашей 25 - 35 мас.%ашЪ магния, 65 " 75 мас,% редкоземель-.ных металлов, которая вводится вколичестве О, 13 ф- О, 17% от массыобрабатываемого металла. СУказанное количество силикокаль- (Л ция добавляют к составу модификатора фь. и совместно вводят в чугун с целью фь стабилизации вермикулярной формыграфита в отливках, получаемых спец- способами литья, без последующей тер мической обработки.Дополнительно введенный магний в Ьф известном модификаторе значительно 3 повышает эффект сфероидизации графи.- та, так как магний влияет на процесс сфероидизации значительно в большей степени, чем редкоземельные металлы А добавки малых количеств (менее0,1 ) магния в чугун положительноВлияют на уменьшение отбела в отлив"ках.Нижний предел содержания магнияобусловлен началом проявления эффЕкта сфероидизации графита до вермикулярной Формы, а верхний предел выбранс учетом завершения сфероидизацииграфита и с учетом уменьшения пироэффекта при вводе модификатора в жйдхий чугун,Нижний предел содержания редкоземельных металлов обусловлен началомпроявления эффекта графитизации исфероидизации граФита в чугуне довермикулярной формы, а верхний пределобусловлен тем, что он является граничным условием, превышение которогоне дает дальнейшего повышения эффектаграфитизации.Силикокальций в указанном процентном соотношении устраняет отбеливаемость чугуна при спецспособах литья,Содержание снликокальция менее ука. -занного количества не устраняет полностью отливаемость чугуна, а содЕр=жание его более этого количества недает повьппения эффекта графитизации.Алюмиыевый чугун для модифицирования предложенным модификаторомплавят в индукционной электропечиИВ 100 в тигле с кислой футеровкойемкостью 120 кг. Вводят модификаторв жидкий чугун с помощью стакана, вручной ковш емкостью 20 кг. Иодифицирование чугуна проводят при 14201480 С. После модифицирования отливают из чугуна опытные отливки кли-.ньев размером 120 х 100 х 30 мм и цилиндрические пробы с приведенной толщинойстенки 15 и 30 мм, которые заливаютв металлический и облицованный кокили (облицовка из ЖСС толщиной 10 мм),Дпя сравнения те же отливки пробы за-.ливают в песчаные Формы. Составы йспытываемых модификаторов приведены втабл. 1. Образцы для испытаний вырезают из цилиндрических проб приведенной тол-. щины 30 мм, отлитых в песчаные формы.Испытание образцов на разрыв и на относительное удпинение проводили на цилиндрических образцах10 мм по ГОСТ 1497 с"73. Твердость по Бринеллю литой поверхности и сечения отливок определяли по ГОСТ 9012"59, Анализ микроструктуры проводят на образцах,изготовленных из клиньев, а также изцилиндрических ступенчатых проб сприведенной толщиной 15 и 30 мм.Для сравнения чугун обрабатывалиизвестным модификатором, который вкачестве активного модифицирующегокомпонента содержит редкоземельныиэлемент. Состав, структура и свойст .10 ва алюминиевого чугуна, обработанногоисследуемыми модификаторами, привевдены в табл. 2 и 3.Как видноиэ табл,2 и 3, обработкаалюминиевого чугуна составом 1 (прототип) стабилизирует вермикулярнуюформу графита в отливках толщиной15 мм и более при всех указанных и .дах литья, а в отливках толщиной 810 мм при литье в кокиль дает сквоз-.ной отбел, Кроме того, в отливкахвсех толщнн независимо от вида литьяприсутствует пементит в количестве30-10 отменьшей толщины отливки кбольшей, что дает повьппенную твер 25 дость литой поверхности, в результатечего ухудшается механическая обработка отливок. Кроме того, данныеотливки не обладают пластичностью( = О). Для улучшения механическихсвойств отливок рекомендуется при-.менять последующую термическую.об. -работку.Применение модификаторов составов3 = 10 при модифицировании алюминиевого чугуна дает возможность стабиле"но получать полностью вермикулярныйграфит (ВГ) при отсутствии цементи-.та (Ц) в отливках толщиной более15 мм, отлитых в металлический и об 40 лицованный кокили, а также в песчаные формы. С уменьшением толщиныстенки отливок до 8.-10 мм формируется шаровидная и вермикулярная Формаграфита при литье в металлический и 45 облицованный кокили, а также в песчаные формы соответственно. Получен.- ные отливки имеют перлитоферритнуюматрицу, что дает возможность устранить последующую термообработку.Механические свойства этих отливокзначительно выше свойств серого чуфгуна с пластинчатым графитом (ПГ) инесколько ниже свойств высокопрбчвного чугуна с шаровидным графитом(ИГ), что полностью соответствуетцели изобретения.Формула иэобрет енияСпособ получения алюминиевого чу-гуна с вермикулярным графитом, вклю5 1666544 бчающий введение в чугун силикокайь" - ликокальций вводят в количестве 0,5 Хция, о т л и ч а ю щ и й с я тем, от массы обрабатываемого металлачто, с целью снижения себестоимости совместно с механической смесью, сочугуна за счет исключения операции держащей магий 25-35 мас.3 и редкотермообработки, устранения отбела и5земельные металлы 65 - 75 мас.Х, во .повьппения механических свойств, си- димой в количестве 0,13 - 0,173. Таблица 1Содержание модификатора, 383.СаЮ Состав 5 ИРЗИ 200,15 0,5 80 25 0,13 0,5 75 30 О, 15 ,70 35 0,5 0,13 0,5 25 О, 1575 30 0,5 0,15 0,5 65 0 8 0,1 75 30 О,1170 35 О,1165 0ММММММСЪММ ООООООООО ООООООРООл в л л а а л а в ООООООООО 1 1 1 ЪОМООММ 1 МСЧоч-СЧСЧСЧСЧСЧСЧ 1 ОООООООООО в вл в а а в в а ОООООООООООЪ ф СЧ М О СЪ 3 - ссЪч СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧОООООООООл а в в л в л в в Ь ОООООООООО 0 сЧ сЪ М 4 цЪ ссЪ - О 1 в в в в а а а л а а СЧ т.- СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ ч ч ч; СЧ О,Ол О О Ф ОЪССЪ вЪО Ов лО О 31- 0 Ф О О Ф О О ф-О 1 ОЪООЪФ ФсСЪ л а а в в л а а О О О ф- О О О О О с 0М СЧОО 1 1 1 1 1 ООСЧфОО ФСЧ О ОЪ ОЪ Ф 0 Ф 4 ОЪ а в а в а а л в - О О О О О О О О фМ в л О О 1г 4ф 111111 Ы а сО Л иЪ О СЧ ССЪ аФ Ф Ф О 1 О 1 СО ф СО 01 О л в в в а в а а в а МММММММММ1 -- . -онюЯ м11 Ц1 0 ИИР ОчЧ ОСЧО - М О 3 Ф 0 0 О 11 Ф1 О1 1л1 11 Ф11 Ф 1 11 Р 3 1- - 41 01 Р1 01 Ф 1 11 Ц 11 Ф 1 г"4О 1Ф1 Рф 1 СО 1113ФЖ 1Р 1Ф 1 РЦ О -ф- О О01 Сь СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧч- ООООООООв в л а в а в л О О О О О О О е- СЧ Ф Л фСЧ О 3" М СЧ М бмЪ Ю 0 ОООООООО л а л в а а л а ОООООООО О ф И Фл сО О ф-ОСЧ М Ф Ф 0 Л ф 011666544 Табйа 1 а 3 ВГ 2 ОИГ ВГ,З 5 ИГ,ПЦ 5 П,Ц 25 ВГ,ЭВГП Ц 1 О ВГ,ЗОВГ, ВГ,25 ИГ,П,ЦЗО П,Ц 20 1 Отбел ВГ,25 ВГ,П,Ц 10 ВГ 20 ЮГПЦ 10 ВГЭОИГ,П,П 20 ВГ 20 ВГ, ВГ,1 ОЙГПЦ 7 ПФ 2,08 2 ПГП,Ф 25 ТочачнааП,Ф 5 ПГ ПГ ПГ ПГП,Ф 15 П,Ф 20 П,Ф 20 П,ФВВГ 15 ВГ ВГ, 2 ОИГ ВГ, 15 ИГ ВГ 25 ИГПФ 45 Ц 10 ,ФЗО П,Ф 40 П,ф 0 П 10 ПГ П,Ф 20 ВГ,15 ВГ П,Ф 25ПГ ПГПф 20 П,ФЭ 5ВГ 15 ШГ ВГ,15 ВГП,Ф 40 П,Ф 35 ПГП,Ф 15 ПГП,ФЗОВГ,15 ВГП,Ф 40 ВГ, 25 ШГП,Ф 25 ЮГП,Ф 10,Ц 25ВГП,Ф 5 Ц 20 ВГПФ 15 Вг, 15 шгП, П 10ВГ, 2(ВГПФ 15,ЦВ ВГ,20 ШГП,Ф 4 О ВГчаст,ВГП,Ф 20 ВГ,ЭОВГП,Ф 35 ВГП,ФВ,Ц 20 ВГ,10 ШГП,ФЭО ИГП,Ф 25,Ц 10 ВГ, 10 ШГП,ФЭОВГ, 10 ВГП,ФЗО ИГП,Ф 20,Ц 15 ИГП,Ф 20 Ц 15ВГ, 15 ИГП,Ф 25,Ц 10 ВГП Ф 40 ВГП,Ф 25Составитель ГДудикТехред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец Редактор З.Ходакова Заказ 2498 Тираж 388 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитата по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж,. Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул, Гагарина, 101 ЮГП,Ф 5 Ц 10ШГП Ц 50ЮГПП 50ВГП,Ф 15,цзо ВГ,2 ОТГ ВГ, 15 ИГП,Ф 40,ПО П,Ф 40ВГ, ЭОШГ ВГ,25 йгП,ФЭ 5,ЦО П,Ф 45ВГ,25 ВГ ВГ,15 ШГЛф 5 ЦВ П,ФЭОВГ 2 ОВГ ВГ 10 ВГП,Ф 20,Ц 10 Л,Ф 20ВГ 2 ОШГ ВГ, ОИГП,Ф 2 о,цо П,Ф 20ВГ,40 ЮГ ВГ 15 ШГП,Ф 20,Ц 10 П,Ф 20 ВГ,2 ОВГП Ф 50ВГ,2 ОИГП,Ф 55ВГ,5 ВГП,Ф 35ВГ, 5 ЮП,ФЗОВГ,5 ИГП,ФЗОВГ, 15 ВГП,ФЗО ВГ, 2 ОВГП, Ф 35ВГ,ЗОЮГПФ 45ВГ 1 ОШГП,Ф 20ВГ 20 ИГП,Ф 25ВГ,20 ИГП,Ф 25ВГ, 10 ВГП,Ф 25 ВГП,ФЭОВГ, 1 ОйгП,Ф 20 Ц 8ВГ, 1 ОШГП,Ф 5,Ц 10ВГ 1 ОШГПф 5 Ц 10ВГ,1 ОТГП,Ф 25,ЦО ВГ,20 ИГП,Ф 50ВГ,ЗОЮГП,Ф 50ВГ,15 ИРП,Ф 35ВГ,2 ОВГП,Ф 25ВГ,20 ИГПФ 25ВГ ЯгП,ФЗО ВГ,25 ЮГП Ф 40ВГ, 25 ЮГП,Ф 45ВГ, 15 ВГП,ФЗОВГ,15 ЮГП,Ф 40ВГ, 15 ШГП,Ф 40 ВГ, 15 ВГПФ 45Вг, 2 ОВГП, ф 50ВГ, 10 ИГП, ФЗОВГ,10 йгВГ, 1 ОйгП,Ф 40ВГ, 1 ОВГПФ 35