Модификатор для заэвтектических силуминов

", к" нФь 1с1." "1 е " Г" А ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ии 781223 ФМ(5 )м. Кл. С 22 С 1/06 С 22 В 21/06 Государственный комитет Опубликовано 23,11,80. Бюллетень И 43 по делам изобретений н отнрытнйДата опубликования описания 25,11.80 М. А, Исмаилов, В. А, Кан, С, А. Кленов, А. П. Моисеенко,В. А. Риффель, А, В. Савуков и С. Д. Сулейменов(54) МОДИФИКАТОР ДЛЙ ЗАЭВТЕКТИЧЕСКИХ СИЛУМИНОВИзобретение относится к цветной металлургии и литейному производству машиностроительной промышленности и может быть использовано цля моцифицирования и рафинирования заэвтектичес5 ких силуминов.Для получения качественного литья из алюминиево-кремниевык сплавов необходимо очищение расплава от газообразных и твердых неметаллических вклю 1 О чений (рафинирование) и изменение структурных составляющих сплава 1,их формы и размеров) для повышения механичес-ких и цругик свойств (модифицирование).Известен комплексный модификатор для алюмо-кремниевых заэвтектических1сплавов, включающий фосфористую медь, фтористый натрий, криолит и гексахлорэтан 111.Недостатком известного модификатора является то, что в результате взаимодей- ствия фосфористой меди и алюминиевого сплава образуется фосфид алюминия с, е температурой плавления 180 УС, кото, рый не растворим ни в твердом, ни в жицком сплаве. Медь в алюмокремниевых заэвтектическик сплавах считается нежелательной примесью, так как вецет к увеличению газонасыщенности силумина, отрицательно сказывающейся на механической прочности сплава. При модифицировании алюмокремниевых сплавов мецьсодержащими модификаторами со временем происходит насыщение пор тигля мецью и возникает возможность увеличения содержания меди в сплаве за счет ее перехода из пор тигля в расплав. При данном составе модификатора для получения цостаточно мелкозернистой структуры сплав необходимо выцервживать при температуре порядка 850 С в течение 15-20 мин..Более эффективным модификаторомявляется реакционная смесь, содержащаяфосфор и реакционные соли.Известен запатентованный ФРГ препа"рат "Альфозит, состоящий из 20% крас781223понентов должно быть в следующих соотношениях, вес.%:Пятисернистый фосфор 25-35фторцирконат калия 6-85 Гексахлорэтан 1 8-40Хлористый калий ОстальноеПри приготовлении модификатора используют пятисернистый фосфор Р 5 о, ГОСТ 7200-54, фторцирконат калия10 Кр,Х Р ОСТ 48 - 23 - 72, калий хлористый КС 6 ГОСТ 4234 - 69 и гексахлорэтан СС 6 ГОСТ 9991-74.ЕЬя выбора оптимального состава модификатора для заэвтектических силуми 15 нов подготовлены смеси компонентовпредлагаемого состава с различным весовым соотношением ингредиентов. Внастоящее время предлагаемый модификатор испытан цля моцифицирования за 20 эвтектического сплава АК 21 М 2,5 Н 2,5(ГОСТ 1583-73), идущего на изготовление поршней ЯМ 3-236, Его мож:"но также рекоменцовать цля модифицирования сплава АК 18.25 Готовый модификатор выпускается ввице таблеток цилиндрической формы сдиаметром 60 - 80 мм, плотностью2-3 г/см, весом 200 й. 10 г.Результаты лабораторных и промышлен 30 ных исследований модификатора приводятся в таблице. ного фосфора, 70% хлористого калия и.10 й 1 фтоктитвивтв калии 21.К недостаткам модификатора относитснеобходимость длительной выцержки приф760-770 С и дополнительного рафинирования расплава газообразным хлором созначительным расходом высокотоксичногохлора, что усложняет процесс литья (необходимость тщательной герметизации иместного отсоса),Наиболее близкий предлагаемому модификатор для заэвтектических силуминов содержит фосфор, серу и гексахлорэтан при следующем соотношении компонентов, вес.%:Фосфор15-20Сера 15-20Гексахлорэтан ОстальноеДля введения в сплавы модификаторзаключают в оболочку из порошкообразной меди для образования брикета модификвторв 3 )Недостатком этого модификатора заэвтектических силуминов является дополнительное присутствие меди в брикетемодификатора, ведущей к увеличению газовой пористости расплава и затрудняющей равномерное быстрое распределениемодифицирующих агентов в расплаве. Наличие нежелательной оболочки из медисвязано с необходимостью снижениявыбросов и сильйого бурления в моментвведения в расплав высокореакционныхэлементарных красного фосфора и серы,поэтому появляется необходимость после выделения фосфора и серы иэ брикетамодификатора удалить медную оболочку.Увеличение прецела прочности при растяжении для эаэвтектических силуминов,модифицированных этим моцификатлром, 40составляет 4 кг/мм, т. е. 19% (предел прощости при растяжении для немодифицированного силумина - 17 кг/ммцля модифицированного - 21 кг/мм ),Цель изобретения -, получение состава модификатора с улучшенными рафинирующими и модифицирующими свойствамиобеспечивающего повышение механических свойств эаэвтектических силуминов,снижение газовой пористости, а такжеупрощение приготовления модификатора.для достижения укаэанной цели в модификатор, который содержит фосфор, серу, гексахлорэтан, дополнительно вводятфторцирконат калия и калий хлористый,а фосфор и серу при этом вводят в сос.тав модификатора в виде химическогосоединения - пятисернистого фосфора,при этом содержание всех указанных комк Привеценные в таблице данные под тверждаются результатами лабораторных и промышленных исследований.Применение модификатора предлагаемого состава улучшает механические, и технологические свойства силумина вслецствие уменьшения размеров крис-. таллов кремния с 75 до 12 мкм, изменения эвтектики и уменьшения газовой пористости, а также увеличивает предел прочности на растяжение,на 6,2 кг/мм2 по сравнению с немодифицированным сплавом и на 4,7 кг/мм по сравнению с модифицированным по существующей технологии (см. примеры 1-12 сплавов).Использование предлагаемого модификатора для сплава АК 21 М 2, 5 Н 2,5 позволяет уменьшить литейный брак, который выявляется при механической обра-ботке поршней, на 7% за счет снижения газовой пористости и изменения структуры сплава. Кроме того, упрощается само приготовление модификатора, так как предлагаемый состав обеспечивает равномерное, спокойное (без выбросов) распределение его в расплаве, вследствие чего отпадает необхоцимость заклю781223 же безопасность работы моаифицирова-. ния. Т а б л и и а Химический составмодифицирующихтаблеток Размер первичного кремния,мкм Количество вводи Пример,номер мого модификатора % отжидкого/ Входящие компоненСреднеезначение Количество,вес.%Разброс ты сплава Сплав безмодифицирования 60-100 75 Ликвация 12,6кремния О, 1 25 20-60 30 Небольшая 14,5ликвация 4 1 о КСЮ 38 с се 40 4 1 о Равно,9мерно 3. ксе с с,еКг г"Рь14 1 о Равно 8,2мерно 33 ксе с,сек 2 Р чать модификатор в оболочку, Модификатор данно о состава обеспечивает так 20 0,125 10-30 20 25 0 125 12 32 22 35 0 125 4-20 12 Характеристикамикроструктуры Предел прочности при растяжении образцов изтермообработанныхпоршней изсплаваАК 21 М 2,5 Н 2,5 кг/мм781223 Формула изобретения Модификатор для заэвтектических силуминов, содержащий фосфор, серу, гексахлорэтан, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности модифицирования и рафинирования сплавов и упрощения приготовления модификатора, он дополнительно содержит фторцирконат калия и хлористый калий, а фосфор и серу - в виде пятисернистого фосфора при слецующем соотношении компонентов, вес.%: 10Пятисернистый фосфор 25-35фторцирконат калия 6-8Гексаклорэтан 18-40Хлористый калий Остальное5 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРЖ 532644, кл. С 22 С 21/04, 1976.2. Строганов Г. Б. и др. Сплавы алю 1 О миния с кремнием. М., "Металлургия",1977, с. 218.3. Авторское свидетельство СССРСоставитель Г, ТитоваРедактор А, Маковская Текред М,Петко Корректор Г, НазароваЗаказ 8193/22 Тираж 694 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4