Способ изготовления отливок и слитков суспензионной заливкой Советский патент 1989 года по МПК B22D27/20 B22D7/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к способам получения .отливок и слитков суспензионной заливкой.

Цель изобретения - повьшение физико-механических характеристик сплава отливки или слитка.

В качестве дисперсных добавок вводят частицы с микроструктурой, имеющей размер зерна менее 5 мкм.

Влияние суспензионной заливки на структуру металла тем выше, чем большее количество температурных и концентрационных неоднородностей создано в расплаве к моменту начала кристаллизации.

Суспензионная заливка особенно эффективна, если число неоднороднос- гей больше, чем число растущих пер- ьичных кристаллов.

Исследования показывают, что гра- нулы, введенные в расплав, распадают ся на еще более мелкие вторичные частицы, каждая из которых может впоследствии стать отдельным зерном.- При вводе в расплав полученных быстрым охлаждением гранул, имеющих микроструктуру с размером зерна менее 5 мкм, количество образующихся вторичных частиц резко увеличивается. Это приводит к измельчению структурных составляющих, повьшению изотропности и, соответственно, повьшению механических свойств сплава (ударная вязкость и др. пластические характеристики) .

Количество образующихся вторичных частиц тем больше, чем выше сте пень дисперсности внутренней струк-. туры вводимых частиц. Это может быть

СО Од

;о to

3149

достигнуто при достаточной изотропности структуры, обеспечивающей равномерное расплавление и дробление вводимых- частиц.

Если микроструктура вводимых дисперсных добавок имеет размер зерна более 5 мкм, то количество образую- щихся вторичных частиц не достаточно для формирования изотропной мелко зернистой структуры в отливке или слитке.

Опытно-промышленные испытания предлагаемого способа по сравнению с известным проводят в условиях опыт ного производства Института проблем литья АН УССР. Заливают слитки из стали 17 ГС весом 1,5 кг каждый.

При использовании известного способа заливку проводят с вводом сталь ных гранул, имеющих химический состав, аналогичный составу базового расплава, диаметром 6 мм в количестве 3% от массы отливки. Прлость гранул заполнена модификатором СЦЕМИШ следующего состава, мас.%: РЗМ 31,9; Са 2,8; Si 44,8;.А1 4,9; железо - остальное. Количество модификатора составляет 1,0% массы гранулы.

При использовании предлагаемого способа заливку проводят с вводом в качестве.дисперсной добавки дробленой железокремнистой ленты, полученной методом закалки расплава иа жидкого состояния (метод ЗЖС). Вводят добавки размером 6 мм в количестве 3% от массы отливки. Размер зерна вводимых добавок составляет 3,5, 10,50 мкм соответственно для каждой отливки. Размер зерна добавок рагу- лируется температурой и длительность термообработки лент.

Результаты свидетельствуют о том, что при вводе добавок с дисперсностью зерна до 5 мкм достигается значительное диспергирование структуры, улучшение физико-механических характеристик отливок. Размер зерна опытных отливок, залитых с применением предлагаемого способа, уменьшается на 2 номера (ГОСТ 5639-85). В 1,5 раза уменьшается междендритная ликвация марганца и кремния. Возрастают пластические свойства отливок (работа зарождения трещин и ударная вязкость) на 20%.

Ввод дисперсных добавок, имеющих микроструктуру с зерном до 5 мкм, позволяет увеличить на 20% пластические свойства металла, повысить физико-механические характеристики отливок, благодаря чему ресурс работы деталей, изготовленных из отливок, залитых по предлагаемому способу, в 1,2 раза вьше в сравнении с известным способом.

Формула изобретения

Способ изготовления отливок и слитков суспензионной заливкой, включающий введение в струю расплава металлического инокулятора в виде дисперсных частиц в количестве 1-3% от массы расплава фракцией 5-10 мм, отличающийся тем, что, с целью повьшения физико-механических характеристик сплава отливки или слитка, перед введением в расплав металлический инокулятор подвергают закалке из жидкого состояния до получения в нем микроструктуры с зерном не более 5 мкм.

Изобретение относится к литейному производству ,в частности, к суспензионной заливке отливок и слитков. Цель - повышение физико-механических характеристик сплава отливки или слитка. Способ включает заливку форм металлом, ввод в процессе заливки дисперсных добавок размером 5-10 мм в количестве 1-3% от массы отливки. Перед введением дисперсные частицы термообрабатывают до получения микроструктуры с размером зерна менее 5 мкм.