Лигатура для выплавки силуминов Советский патент 1991 года по МПК C22C1/03 

Изобретение относится к литейному, производству и может быть использовано для изготовления медистых силуминов при необходимости модифицирования железосодержащей фазы.

Целью изобретения является повышение технологических показателей при выплавке медистых силуминов.

Лигатура для модифицирования железосодержащей фазы в силуминах дополнительно к марганецсодержащему компоненту содержит медь и оксид меди при следующем соотношении компонентов, мас.%: Марганец6,6-25,0

Медь33,3-58,3

Оксид меди0,04-0,40

Сплав алюминияОстальное

при этом количество оксида меди составляет 0,5-1,2 мас.% от содержания марганца. Медь обеспечивает технологичность на этапе изготовления лигатуры, поскольку

раствор марганца в меди более легкоплавок не только по сравнению с марганцем, но и с медью. Оксид меди вследствие обменной реакции с фосфором в медном расплаве дает летучий продукт, выводящий вредную примесь фосфора из расплава. Алюминий обеспечивает технологичность расплава при растворении лигатуры в силумине, поскольку взаимодействие лигатуры с расплавом силумина дает более легкоплавкий продукт.

Введение в лигатуру оксида I или II меди сбеспечивает удаление фосфора и достижение дисперсности кремнийсодержащей фазы при сохранении дисперсности железосодержащей фазы.

Для экспериментальной проверки предлагаемого состава подготовлены композиции, приведенные в табл. 6.

Задача экспериментальной проверки -- установление дозировки окислов меди в заС

п

г о

00

сь

ел

екя%

висимости от дозирования марганецсодер- жащих компонентов. В качестве контрольного параметра выбрана структура силумина после введения лигатуры.

В табл. 1 приведено содержание марганца и меди в лигатуре, заданное пределами, соответствующими требованиям ГОСТ 2685-75 к группе медистых силуминов.

Количество лигатуры определено из условия, что при введении лигатуры в расплав алюминия или силумина температура расплава не должна понизиться более чем на 30-50%, т. е. по уравнению

Сд| T.AI MAI Слиг tmir Млиг Сд X

х IAIK MAIK,

где ,08 Дж/К--теплоемкость алюминиевого расплава;

,90 Дж/К - теплоемкость лигатуры;

tAl 850°C - исходная температура алюминиевого расплава;

т. - исходная температуры лигатуры;

tAiK 80Q-820°C -- конечная температура легированного расплава;

МА| МА|К-МЛИГ - масса алюминиевого расплава (исходная);

Мли масса лигатуры;

MAIK - масса легированного расплава.

Отсюда доля лигатуры, если легируемый силумин принять за 100%, составляет 3,6-6,0%, а соответствующее количество компонентов матрицы дано в табл. 2 (при использовании металлического марганца) и табл. 3 (при использовании силикомэртаи- ца).

Состав матрицы при использовании марганца металлического, мас.%:

Марганец6,6-16,7

Медь33,3-58,3

АлюминийОстальное

при использовании силикомарганца, мас.%:

Силикомарганец10,0-25,0

Медь33,3-58,3

АлюминийОстальное

Эквивалентное количество окиси меди определено из обменных реакций;

2 P + 5CuO- P205-i-5Cu;

2 Р + 5 СигО -Ч-Р205 -f 10 Си. Согласно им проведен расчет эквивалентной дозировки окис л меди по отношению к марганцу и силикомарпжцу (табл. 4).

Отсюда следует, что эквивалентная дозировка окиси меди равна данным табл. 5.

В качестве исходных компонентов используют металлический марганец Мр 1

(ГОСТ 6008-82), силикомарганец СМн 20 (ГОСТ 4756-77), алюминий вторичный АК5М2 (ГОСТ 2685-75, ГОСТ 1583-73). силумин СИЛ 2 (ГОСТ 1521-76), медь МО (ГОСТ

859-78), алюминий А5 (ГОСТ 11070-74), гек- сахлорэтан (ГОСТ 9991-74).

В разогретый до 1300°С тигель индукционной печи емкостью 50 кг загружают катод- ную медь, расплавляют и доводят

температуру расплава до 1350-1380°С. В расплав загружают расчетное количество металлического марганца или силикомарганца в виде кусков. После расплавления вводят в медной фольге под колокольчиком

окись меди и перемешивают расплав. Затем обрабатывают расплав гексахлорэтаном. После снятия шлака вводят алюминий и после его растворения и перемешивания сливают лигатуру в изложницы. Алюминиевый

сплав готовят в печи сопротивления в чугунном тигле емкостью 90 кг. Куски лигатуры, которая легко дробится, вводят в расплав алюминия. Период их растворения не превышает 5 мин.

Механические свойства сплавов под влиянием лигатуры приведены в табл. 7.

Предложенный состав позволяет снизить брак отливок и поднять выход годного не менее чем на 10%.

Фор мула изобретения

1.Лигатура для выплавки силуминов, содержащая алюминиевый сплав и марга- нецсодержащее соединение, отличающаяся тем, что, с целью повышения технологических показателей при получении медистых силуминов, она дополнительно содержит медь и оксид меди, а в качестве марганецсодержащего соединения - металлический марганец при следующем соотно- шении ингредиентов, мас.%: Металлический

марганец6,6-25,0

Медь33,3-58,3

Оксид меди0,04-0,40

Алюминиевый сплав Остальное причем количество оксида меди составляет 0,5-1,2 мас.% от содержания марганца.

2.Лигатура по п. 1,отличающаяся тем, что в качестве марганецсодержащего

соединения она содержит силикомарганец при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Силикомарганец6,6-25,0

Медь33,3-58,3

Оксид меди0.04-0,40

Алюминиевый сплав.Остальное

Содержание, млс.% к силумину

Минимальное Максимальное Дополнительное

-----«- -. .l... ч. ........-.......„.

Таблица 1

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для изготовления медистых силуминов при необходимости модифицирования железосодержащей фазы. Цель изобретения - повышение технологических показателей при получении медистых силуминов. Состав обеспечивает достижение поставленной цели за счет того, что дополнительно к марга- нецсодержащему компоненту лигатура содержит медь, оксид (I или II) меди и алюминиевый сплав, способствующие выведению фосфора из марганецсодержащего компонента. При этом достигается дисперсность кремнийсодержащей фазы при сохранении дисперсности железосодержащей фазы. 7 табл.

Марганец

0,2

Ј.,

Подшихтовка

0,6-0,8

0,4-0,6

,.

Примечание. Составы лигатур 1,2,6,7,9,10,14,15,17,18,22,23,25,26,30 и 31 обеспечивают получение силумина с модифнцированноя структУ1 ой при отсутствии неметаллических включений я подтверждают эффективность лигатуры в обозначенных предеТШГ.

а б л и ц а 7