Модифицирующий флюс

 

СОЮЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (51) 4 В 22 D 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3723886/22-02 (22) 10.04.84 (46) 07.04.86. Бюл. Я 13 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) А.И.П1евченко, Б.Б.Конопелько, В.А.Ефимов, Г.С.Акубов, Е.В.Герливанов, В.М.Львов и М;М.Комаров (53) 621 . 74.669.35. 71 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11) 462411, кл. В 22 D 13/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 971568, кл. В 22 D 13/00, 1982. (54) (57) МОДИФИЦИРУЮЩИЙ фД0С для центробежного литья алюминиевой бронзы, включающий плавиковый шпат, поваренную соль, криолит и ванадийсодержащий материал, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения равномерности физико-механических свойств алюминиевой бронзы по всей длине отливки, в качестве вана;, дийсодержащего материала он содержит ванадиевый шлак конвертерного производства, при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Ванадиевый шлак конвертерного производства 15-30

Плавиковый шпат 3-5

Поваренная соль 25-35

Криолит Остальное

1?22404

Изобретение относится к литейному производству, в частности к технологии центробежного литья заготовок из алюминиевой бронзы.

Цель изобретения — повышение рав- 5 номерности физико-механических свойств алюминиевой бронзы по всей длине отливки.

Предлагаемый модифицирующий флюс является механической смесью ванадиевого шлака конвертерного производства и предварительно сплавленных в электродуговой шлакоплавильной печи плавикового шпата, поваренной соли и криолита.

Перед дозированием модифицирующего флюса во вращающуюся форму его составляющие просушивают при i120-, 150 С. Компоненты флюса, сплавлено .ные в печи, размалывают в шаровой . 20 мельнице до фракции не более 0,25 мм, а ванадиевый шлак конвертерного производства — не более 0 1 мм,и тщательно смешивают в требуемых пропорциях.

Перед заливкой металла в изложницу в дозатор, установленный над желобом заливочного устройства, засыпают модифицирующий флюс и дозируют на струю жидкого металла во 30 время заливки во вращающуюся форму.

Модифицирующий флюс расплавляется за счет тепла перегретого жидкого металла и эмульгируется в нем.

Пятиокись ванадия, которая входит в 35 состав ванадиевого шлака, восстанавливается алюминием бронзы до ванадия, .модифицируя ее, а шлакообразующая составляющая флюса ассимилирует неметаллические включения, газ и цент- 40 робежными силами выносится на свободную поверхность отливки и равномерно распределяется, образуя слой шлака.

Вследствие того, что пятиокись 45 ванадия имеет температуру плавления значительно ниже (t=670-690 С), чем феррованадий и распределен более равномерно по объему модифицирующего флюса, происходит полное расплав- 50 ление и усвоение ее в зонах повышенного охлаждения металла отливки. .Ванадий совместно с алюминием, железом и марганцем бронзы образует тройные соединения с большой тем- 55 пературой плавления, которые служат центрами кристаллизации. В модифицированном металле, вследствие устранения зональности, неравномерность в свойствах значительно снижается, а прочность и пластичность сплава становится выше по сравнению с модифицированным металлом. Металл вблизи внутренней поверхности заготовки эатвердевает в послецнюю очередь. Таким образом имеет место направленное от наружной к внутренней поверхности затвердевание отливки.

Для эффективного воздействия на структуру металла необходимо, чтоб содержание ванадия в металле составляло 0,05-0,107., Использование в составе модифицирующего флюса ванадиевого шлака менее 15 обеспечивает содержание ванадия в бронзе менее 0,05Х что недостаточно для измельчения зерна и, как следствие, влияние на физико-механические свойства металла.

При содержании во флюсе шлака свыше 30 содержание ванадия в бронзе достигает свыше О,l . При вводе в бронзу ванадия свыше 0,1Х металла пропадает зона равномерных кристаллов, а структура металла подобна структуре исходного сплава (без модифицирования).

Отливают и исследуют 5 заготовок из брозы Бр А7Ж2, 5Н1, 5Мц9 под модифицирующим Флюсом в количестве 1,0Х с различным содержанием ванадия в шлаке и для сравнения отливают одну заготовку,под известным модифицирую1 щим флюсом с феррованадием с содержа-, нием ванадия 78,6, Заливку металла осуществляют в изложницу с рабочим диаметром

350 мм, длиною 450 мм и толщиною

85 мм, Изложницу футеруют огнеупорной смесью, состоящей из 90 кварцевого песка и 10 пыдевидного циркония.

Для модифицирования центробежных заготовок из бронзы Бр.А7Ж2, 5Н1

5Мц9 ванадием используют ванадиевый шлак конвертерного производства, который имеет следующий химический состав, мас. : V< 0< 13,0-25,0; Fe ови, (в окислах) 30,0-43,0; Si0 15,025,0; СаО 1,5-2,0; МпО 5,0-8,0;

Ti0 4,0-9,0; MgO 2,0-3,0; Al О

2,0-3,0; S u P до 0,1.

Температура начала плавления шлао ка около 1250 С. Отливку заготовок из бронзы Бр. А7Ж2, 5Hl, 5Мц9,осуществляют с применением ванадиевого

1222404.шлака конвертерного производства следующего химического состава, мас.X:

Ч О> 24,3; Ре,„ (в окислах) 38,0;

$аО 20,0; СаО 1,5; МпО 6,3; Т10г

5,0; MgO 2 5 А1гОз 2 0 °

Механические смеси ванадиевого шлака, плавикового шпата, поваренной соли и криолита, используемые в опытах при отливке бронзовых заготовок, имеют химический состав, приведенный в табл.l.

Физико-механические свойства опытного металла, полученного с применением предлагаемого флюса, сравнивают с металлом заготовок, отлитых по известной технологии, данные сравнительного анализа приведены в табл.2, Из табл.2 следует, что в участках заготовки близких к торцам (опыт 6) при использовании феррованадия в составе модификатора наблюдается не полное его расплавление, которое приводит к повышенному расходу металла, идущего на обрезку.

Прочностные свойства металла, выплавленного с применением известного флюса в торцевых участках, составляют 25-30Х от прочности метал5 ла средней части отливки.

Замена в составе известного модифицирующего флюса феррованадия на ванадиевый шлак позволяет получать центробежнолитые заготовки из алю1 минневой бронзы с равномерными физико-механическими свойствами металла по всей длине заготовки.

При этом прочностные свойства металла не уступают металлу, отли15 тому с применением модифицирующего флюса с феррованадием.

Замена в составе модифицирующего флюса феррованадия на ванадиевый шлак конвертерного производства поз20 вопит получить экономический эффект за счет снижения трудоемкости приготовления флюса и уменьшения при-, пусков на механическую обработку по торцам отливки íà f5-20Х на 1. т

25 центробежного литья из алюминиевой бронзы.

1222404 о о л л б сч

» О о л л ф о о л л сч с> о л о б о о л л со о с ъ с ъ о л

11 сч о л л

M о л о с"1 о л с»1 сч

N и с4 и о о л . л в о л О о л

«» о л

С ) л I о с 1 -< 1 О О ь сч л о б л ь с Ъ л ь О л о

1 о

00 1

Ы Г л л о л о

С"1 л о бс\ л о

00 л о и л

C) сч л о

CV л о с 1 л ь о (б и

У л

C) о сч

> 1

oi o л л сч Ф о

У о л -<

С4 о

° л сй — — — — — — »

3: л сч 1 о л

Ю л с» 3 о о л л О О О л л л л

3Г л л сч °

l

I!

E 1

CJ о

I л

1 с ) а О с сО О сч сч ch с ) с 1 с» ) 1

О ж

И О .-

О Х

Ф Я C

I sQ 1

Ж

Э О

p cJ

Щ !!!

О а

Ж

Р д I"

cd д cd и о с оо а л л л л ф л с 1 н

О С О Л л л л л л сч — с о

U1 л о а о r» о л л л . л л о о о о ю сч с ) (" ) сч

I 1

C4 cd М

Ф Ж C)

&й Il !!! dd CO

М О ж>

Р. - !!

;1222404

Таблица 2, Механические свойства

Содержание

Результаты опыта

Опыт ванадия в бронзе, мас.Ж

424

1 0,13

17,0

Наличие шлаковых включений по толщине отливки, большая величина зерна

28,4

600

2 0,10

28,9

597

То же

26,5

579

18,4

446

Структура металла имеет большую величину зерна, шлаковые включения не обнаружены

599

450

+ф

29 О

6 0,09

17,1

599 и 450 МПа — прочность образцов на разрыв, вырезанных из средней и торцовой частей отливки соответственно.

%%

29,0 и 17,1X — удлинение образцов, вырезанных из средней и торцовой частей отливки соответственно.

Редактор И.Дербак

Заказ 1645/10 Тираж 757 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул.Проектная, 4

3 0,08

4 ..0,05

5 Следы

Шлаковых включений не обнаружено, структура металла. отливки мелкозернистая по всей длине

Мелко кристаллическая структура металла в средней части отливки. Наличие включений феррованадия в торцовых участках отливки на длине до 350-400 мм.

Составитель К.Сорокин

Техред Л.Олейник Корректор О.Луговая