Каменное литье Советский патент 1990 года по МПК C04B30/00 

Изобретение относится к камнелитейному производству и может быть использовано при изготовлении литых изделий, предназначенных для работы в качестве конструкционных элементов агрегатов литья алюминиевых сплавов.

-Целью изобретения является повышение стойкости материала в алюминиевых расплавах в результате повышения плотности его структуры при сохранении высоких прочностных показателей.

Изобретение поясняется конкретными составами, приведенными в табл.1. Составы обладают свойствами, приведенными в табл.2.

Каменное литье получают плавлением в электродуговой печи при 1500-1700 С в течение 40-60 мин шихты, состоящей

из смеси осадочных пород и технического сырья. Расплав из печи сливают в разливочный ковш, из которого производят заливку литейных форм при 1430-1450°С. Отливки выдерживают в форме 5-6 мин, а затем помещают Е термическую печь, где они находятся при 900-950°С в течение 20-30 мин. После выдержки производят отжиг-медленное охлаждение отливок до 50-60 С. Введение дополнительного компонента ZrO-i способствует повышению плотности структуры и металлостойкости литья за счет двух факторов: обогащения стеклообразной фазы двуокисью циркония, увеличивающей стойкость ее к разрушающему воздействию жидкого алюминия, и уплотнения структуры материала в результате заполнения просл

vl

30

во

о эо

межутков между кристаллами основной фазы - калиевого фторфлогопита - образованиями дополнительной фазы - бадделеита (ZrO). Одновременная кристаллизация двух фаз из расплава способствует образованию мелкокристаллического, однородного строения отливок. Размер кристаллов фторфлогопита составляет 50-70 мкм, что обеспе- чивает литью высокие прочностные свойства. Так как коэффициенты термического расширения обеих кристаллических фаз (6,2-10 1/град бадделеита и 6,8 40 1/град - калиевого фторфлогопита) при температуре работы отливок 700°С близки, то полученный материал имеет высокую термостойкость. Это позволяет использовать его в условиях термоциклического нагружения длительное время. Бадделеит также, как цирконийсодержащая стеклофаза, устойчив к разрушающему действию алюминиевых сплавов.

По сравнению с известным материалом ресурс работы изделий в машинах литья алюминиевых сплавов возрастает, в 3 раза. Повышенная плотность структуры за счет заполнения промежутков бадделеитом, снижение степени разрушения материала в результате обогащения стеклофазы цирконием способствует увеличению металлостонкости деталей. Высокая прочность и термостойкость

5

Q

0

5

0

обеспечивают надежность и долговечность при эксплуатации.

Так как цирконийсодержащие композиции не растворяются ине взаимодействуют с жидким алюминием, то их использование способствует повышению качества производимого алюминиевого литья. В нем снижается содержание неметаллических включений, исключается загрязнение металла нежелательными элементами. При этом повышается эффективность эксплуатации алюминиевых отливок.

Формула изобретения

Каменное литье, содержащее SiOz, А1203, MgO, К20, F2 , отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости материала в алюминие вых расплавах в результате повышения плотности его структуры при сохранении высоких прочностных показателей, оно дополнительно содержит Zr02 при следующем соотношении компонентов, мае.%:

,6-37,1

Ма038,9-40,5

MgO21,2-24,9

К208,3-9,7

F47,8-9,1

ZrOz8,7-22,2

Таблица 1

Изобретение относится к производству каменного литья, используемого для изготовления конструкционных элементов агрегатов, предназначенных для работы в условиях литья алюминиевых сплавов. Цель - повышение стойкости материала в алюминиевых расплавах в результате повышения плотности его структуры при сохранении высоких прочностных показателей. Каменное литье содержит, мас.% : 31,6-37,1 SIO 2

8,9-10,5 AL 2O 3

21,2-24,9 MGO

8,3-9,7 K 2O

7,8-9,1 F 2

8,7-22,2 ZRO 2.Каменное литье имеет равномерную мелкокристаллическую структуру с размерами кристаллов 50-70 мкм, предел прочности при сжатии 92-97 МПа, предел прочности при изгибе 24,3-27,8 МПа, выдерживает 15750 термоциклов работы в алюминиевых расплавах. 2 табл.