SU1163973A1 - Модифицирующий флюс дл легированного чугуна - Google Patents

Abstract

МОДИадЦИРУЮЩИЙ ФЛЮС ДЛЯ ЛЕГИРОВАННОГО ЧУГУНА, включающий измельченные криолит и ферросплав, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  отбела в отливках из легированного медью и хромом чугуна, флюс в качестве ферросплава содержит ферросилиций ФС-75 и дополнительно - немагнитную фракцию чугунной стружки при следующем соотношении ингредиентов, мас.%; 27-35 Криолит Немагнитна  фракци  чугунной 3-5 стружки Ферросилиций ko Остальное ФС-75

Description

О) СО СО

sl

оо

Изобретение относитс  к литейному производству и может быть использовано преимущественно при центробежном литье заготовок из легированного чугуна в кокили, облицованные сыпучими теплоизолирукщими материалами.

Цель изобретени  - уменьшение отбела в отливках из легированного медью и хромом чугуна.

Отлито 6 партий по 50 отливок кажда  гильз цилиндров Д-240, вес. отливки 12кг. Чугун содержит хрома 0,4 и меди 0,5%. Первые три партии отливались с применением известного флюса Г 31 (без немагнитной фракции чугунной стружки), три последующие с применением нового флюса, содержащего криолит, ферросилиций ФС-75 и немагнитную фракцию чугунной стружки в количествах, соответствующих средним граничным и близким граничным значени м.

Флюс дозировали на струю металла в количестве 0,5% от веса заливаемого металла. Отливка опытных заготовок производилась на 20-позиционном литейном кольцевом конвейере в формах-кокил х, футерованных сыпучими теплоизолирукщими материалами (феррохромовый шлдк - слой толщиной 0,7 мм и чугунна  стружка с 5% селитры - слой 1,2 мм). Дозирование жидкого чугуна производили из магнито-динамических насосов. Температура заливки металла 1350-1370°С.

Составы флюсов и результаты исследований качества опытных отливок приведены в табл. 1.

Видно, что применение известного флюса приводит к браку отливок по отбелу (4-6%), в то врем , как флюс, содержащий немагнитную фракцию чугунной стружки, полностью устран ет этот вид брака.

Немагнитную фракцию получают в результате измельчени  чугунной стружки в шаровой мельнице до фрак- ций 0,05-0,60 мм с последующим отделением на электромагнитном сепараторе . Перед приготовлением флюса все его составл ющие просупшвают при 120-150С в течение 0,5 ч, затем в уртановленной пропорции загружают в смеситель типа СГУ-400 и перемешивают 3-5 мин. За это врем  криолит и немагнитна  фракци  равномерно распредел ютс  в объеме ферросилици .

Приготовленный флюс загружают в специальньй дозатор,обеспечивающий подачу его на струю металла при заполнении вращакицейс  формы сплавом . Оптимальное количество флюса колеблетс  в пределах 0,4-0,6%. При вводе флюса в металл в-количестве . менее 0,4% происходит неполное его модифицирование, в структуре металла наблюдаетс  цементит в количестве 2-3% площади шлифа, способствующий отбелу отливок.

При вводе флюса в металл в количествах более 0,6% в. структуре отливки наблюдаетс  увеличение содержани  феррита. Известно, что цементит и феррит отрицательно вли ют на износостойкость и другие эксплуатационные характеристики отливок .

При дозировании на струю заливаемого металла флюс, попада  во вращающуюс  форму, центробежными силами эмульгируетс  в металле, в результате чего увеличиваетс  поверхность взаимодействи  металла с флюсом.

Неметаллическа  составл юща  флюса , криолит, защищает заливаемый сплав и модификаторы от окислени , рафинирует металл от вредных примесей и неметаллических включений, а также утепл ет свободную поверхность металла, создава  наиболее благопри тные услови  дл  его .направленного от наружной поверхности к внутренней затвердевани .

Ферросилиций, который входит в состав флюса,  вл етс  основной модифицирующей присадкой, способствует образованию перлитной структуры литого металла.

Немагнитна  фракци  чугунной стружки выполн ет в составе флюса роль стабилизатора структуры металла, способствует образованию структуры отливки без отбела и снижению термических напр жений в заготовке.

Ферромарганец, который входит в 0 состав немагнитной фракции  вл етс  легирующей добавкой, раствор етс  в жидком металле и измельчает металлическое зерно, способству  повышению износостойкости издели . Прочие примеси, которые вход т в состав немагнитной фракции, пред .ставл ют собой преимуп(ественно окислы железа, кремни , марганца и других

элементов, вход щих в состав чугуна, раствор ютс  в жидком криолите, способству  процессу рафинировани  жидкого металла от вредных примесей и газов.

Количественный оптимальный состав предлагаемого флюса отработан экспериментально , результаты эксперименто с флюсами различных составов приведены в табл. 2.

Оптимальное количество криолита колеблетс  впределах 27-35% и зависит от его модул . При модуле криолита 1,7 необходимо вводить его в состав флюса в количестве 27-30%, а при модуле 1,5 увеличить до 31-35%

При введении криолита в состав . флюса менее 27% наблюдаетс  повышенньш угар ферросилици , что способствует образованию отбела торцов отливки,, а при введении более 35% Наблюдаетс  офлюсование футеровки заливочных устройств, что снижает их долговечность.

Количество примен емого ферроси- лици  зависит от фракции его помола и колеблетс  в пределах 60-70%. Посл измельчени -ферросилици  в шаровой мельнице с помощью набора сит его устанавливают гранулометрической состав. Предельно допустимые размеры частиц ферросилици  0,05-2 мм. При содержании фракции 0,05,-0,1 мм более 10% необходимо вводить в состав флюса 60-65% ферросилици , при содержании этой фракции 5-9% необходим увеличивать содержание ферросилици  до 66-70%. При введении ферросилици менее 60%наблюдаетс  увеличение содержани  цементита, а при введении более 70% наблюдаетс  увеличениесодержани  феррита в структуре литого металла. Как цементит, так и феррйт отрицательно вли ют на износо.стойкость литых изделий из чугуна .

Количество немагнитной фракции в составе флюса также зависит От гранулометрического состава ферросилици .

При содержании фракции 0,050 ,1- мм более 10% примен ют 3% немагнитной фракции, а при содержании 5-9% ее увеличивают до 4-5%.

При применении немагнитной фракции в составе модифицирующего флюса

менее 3% наблюдаетс  образование цементита в структуре металлической основы чугуна, а при применении более 15% наблюдаетс  увеличение размеров графитовых включений в микроструктуре чугуна. Как цементит, так и увели .чение размеров графитовых включений отрицательно вли ет на износостойкость литых изделий из чугуна.

Стабильные результаты по структуре отливок и качеству готовых изделий обеспечиваютс  при применении немагнитной фракции чугунной стружки из чугунов марок СЧ 36 и СЧ 40, в которых содержитс  ограниченное количество таких карбидообразующих легирующих элементов, как марганец и хром, которые способствуют образованию отбела заготовок.

В табл. 3 приведено вли ние состава немагнитной фракции с указанием граничных и средних значений ее компонентов на качество отливок гильз цилиндров, полученных при применении модифицирук цего флюса следующего состава, вес.%: криолит 31, ферросилиций ФС-75 65, немагнитна  фракци  4 (количество отливок в каждой партии 100 штук).

Из табл. 3 видно, что применение немагнитной фракции чугунной стружки с содержанием составл ющих в указанных пределах, обеспечивает получение отливок гильз цилиндров требуемой, структуры (без отбела). При содержании марганца свьше 16%, возможно образование отбела торцов отливки. Прочие примеси, которые представл ют собой в основном окислы металлов, вход щих в состав стружки, значительного вли ни  на качество отливки не оказывают, так как они переход т во флюс при модифицировании сплава. Граничные содержани  ферросилици , ферромарганца и углерода в немагнитной фракции завис т от содержани  этих элементов в чугунной стружке, которое определено ТУ на этот мате риал .

По предварительным расчетам ожида:емый экономический эффект от внедрени  предложенного состава за счет снижени  брака лить  по отбелу и трещинам составит 2-3 руб. на тонну годного лить .

Таблица 1

0

Окислы металлов 17, ферросиликохром-55 , криалит-28

То же

0

0

26

70

55

41

60

36

2 3

Криолит 27

Отбел в отливке Ферросилиций 70 отсутствует Немагнитна  фракци  3

Криолит 31

То же Ферросилиций 65 Немагнитна  фракци  4

Криолит 35 Ферросилиций 60 Немагнитна  фракци  5

Таблица 2

Повьшенна  веро тность образовани  отбела отливок

Обеспечиваетс  требуема  структура литого металла

Снижаетс  долговечность заливочных устройств

Повышаетс  веро тность образовани  отбела отливок

Обеспечиваетс  требуема  структура -литого металла

65 70

31 26 21

75

65

33 32

6,5

27

f3

Продолжение табл. 2

Снижаетс  износостойкость

изделий

Снижаетс  износостойкость

изделий

Обеспечиваетс  требуема  структура металла

Таблица Э

53,5

Обеспечиваетс  тревустм  структура металла

Claims (1)

1. МОДИФИЦИРУЮЩИЙ ФЛЮС ДЛЯ ЛЕГИРОВАННОГО ЧУГУНА, включающий измельченные криолит и ферросплав, отличающийся тем, что, с целью уменьшения отбела в отливках из легированного медью и хромом чугуна, флюс в качестве ферросплава содержит ферросилиций ФС-75 и дополнительно - немагнитную фракцию чугунной стружки при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

   Криолит 27-35

   Немагнитная фракция чугунной стружки 3—5

   Ферросилиций

   ФС-75 Остальное

   1 163973