Литниковая система для внутриформенного модифицирования высокопрочного чугуна Советский патент 1987 года по МПК B22C9/08 

31346

чугуна. При взаимодействии расплава чугуна с модификатором образуются вредные неметаллические включения (сульфиды, оксисульфиды), попадание которых в отливку приводит к резкому снижению ее механических сыойств. Од- нако в литниковой системе предлагаемой конструкции из-за быстрого заполнения чугуном реакционной камеры в верхней ее части 8 образуется застойная зона и вследствие того, что плотность неметаллических включений меньше плотности чугуна, они всплывают в верхнюю часть реакционной камеры.

Таким образом, реакционная камера обеспечийает разделение потока жидкого чугуна на две составляющие: нижний поток, чистый от неметаллических включений, поступает в отводящий ли- тейный канал, а насыщенная неметаллическими включениями и продуктами отходов реакции взаимодействия расплава чугуна с модификатором составляющая отражается в инерционный шлако- уловитель, образованный верхней частью 8 реакционной камеры. Такая гидродинамика потока обеспечивает по- вьппение ск орости отделения неметаллических включений от жидкого чугуна Благодаря наличию застойной зоны в верхней части прямой призмы выделенные из потока неметаллические включения скапливаются в ней. Химический анализ; чугуна в различных точках лит никовой системы показывает, что при исходном содержании серы в расплаве 0,04% в отливке и в верхней части прямой призмы содержание серы составляет 0,02 и 0,1,2-0,08% соответствен- но. Это свидетельствует об эффективном шлакоулавливании предложенной конструкции, поскольку основная част неметаллических включений представлена в виде сульфидов .

Пример; В качестве варианта для сравнения использована известная литниковая система содержащая стояк, соединённьй входным каналом с реакционной камерой, имеющей форму параллелепипеда, горизонтальную перегородку с отверстиями, перекрывающую верхнюю часть реакционной камеры и центробежный шлакоуловитель, расположенный непосредственно над реак- ционной камерой.

Для получения сравнительных результатов используют модельную оснастку, позволяющую изготавливать образцы для массового испытания на ударную вязкость размером 10x10x50 мм в количестве 50 шт. Методика получения образцов позволяет разделять расплав чугуна по ходу заливки на пять порций.

Для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом из исходного расплава (3,6% углерода, 1,8% кремния, 0,6% марганца, 0,06% серы, 0,1% фосфора и 0,1% хрома) используют же- лезокремний-магниевую лигатуру (магний 7%) в количестве 1,5 от металлоемкости формы. Температура заливки во всех случаях постоянна и составляет 1380 С. Загрязненность изломов .образцов неметаллическими включениями оценивается с учетом их количеств а и размеров.

Результаты испытаний приведены в таблице.

итниоваяистема

Порция модифицированного чугуна с момента начала заливки

Среднее значение

ударной вязкости, Дж/см

Площадь, занимаемая неметаллическими

включениями, 100%

т

1

2 3 4 5 1

2 3 4 5

34 35 37 37

34 44 40 38 37 39

2,2

2,1 1.5 1,8 1,7 1,2 1,0 1,0

1,1 0,9

Известная литниковая система значительно хуже очищает расплав чугуна от немет;аллических включений по сравнению с предлагаемой. Особенно большой вынос неметаллических включений наблюдается в первый период процесса заливки. Засор чугуна неметаллическими включениями вредно сказывается и на пластические характеристики, о чем свидетельствуют значения ударной вязкости,,

Предлагаемая литникова система позволяет повысить эффективность шла- коулавливания в процессе модифицирования без применения дополнительных пщакоулавливающих элементов и, тем самым, сэкономить полезную площадь литейной формы.

0aB.f

РФ

Фав.2