СПОСОБ КОНТРОЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ДОЭВТЕКТИЧЕСКИХ И ЭВТЕКТИЧЕСКИХ СИЛУМИНОВ СТРОНЦИЕМ Советский патент 1992 года по МПК C22C21/04 B22D46/00 

Изобретение относится к производству отливок и заготовок из сплавов системы алюминий-кремний и алюминий-кремний с другими компонентами.

Известно, что модифицирование структуры эвтектического кремния в силуминах (сплавах системы алюминий-кремний) служит улучшению физико-механических и технологических свойств сплава и изделий из него. Добавка стронция является одним из способов модифицирования силуминов.

Эффективность проведенного модифицирования зависит от многих факторов и изменяется во времени, в свою очередь, в зависимости от многих факторов. Поэтому оценка результативности модифицирования после ее проведения и через некоторый промежуток времени является весьма важным для предупреждения брака литья.

Известны способы оценки модифицирования по изменению температуры эвтектического превращения при затвердевании пробы, отобранной из расплава [1], по величине электрической проводимости (или электрического сопротивления) закристаллизовавшегося образца [2]. Это способы требуют специального оборудования для их выполнения и достаточно трудоемки.

Известен и наиболее широко применяется способ оценки модифицирования силуминов по визуальной оценке излома технологической пробы того или другого вида, получаемой отбором пробы из расплава, заливки ее в специальную форму, полного охлаждения и поломки [3].

Недостатком этого способа (прототипа) является длительность получения результатов, связанная с медленным охлаждением пробы в стержневой форме и трудоемкость поломки образца.

Условия охлаждения отливки также влияют на результаты модифицирования, поэтому требуются режимы кристаллизации, близкие к получаемым на изготавливаемых отливках.

Целью изобретения является сокращение времени от отбора пробы из расплава до получения результатов оценки модифицирования и снижение трудоемкости способа при сохранении достоверности.

Возможность достижения поставленной цели опирается на обнаруженное нами явление изменения вида открытой поверхности затвердевшей технологической пробы в результате присадки в силумин различного количества стронция. Это изменение проявляется более ярко при кристаллизации образца в металлической форме.

Поставленная цель достигается тем, что отобранную из плавки порцию расплава заливают в металлическую форму технологической пробы, в ней кристаллизуют и затем сравнивают визуально вид открытой наружной поверхности пробы с эталонами.

Наличие и характер "сетки" зерен позволяют по сравнению с эталонами судить об эффективности модифицирования для отливок с различными условиями кристаллизации. На фиг. 1 приведены фотографии внешнего вида наружной (открытой) поверхности технологических проб сплава АЛ2 (обозначение 107) и АЛ4 (обозначение 84) и изломов этих же проб. Пробы сплава без присадки стронция обозначены дополнительной цифровой 0, а отобранные через разные возрастающие промежутки времени после присадки стронция - цифрами 1, 2, 3 и т.д.

На фиг. 2 приведены фотографии открытой поверхности технологических проб из сплава АЛ4 до модифицирования и после модифицирования натрием. Таким образом видно, что при модифицировании стронцием по внешнему виду открытой поверхности технологической пробы можно оценивать результат модифицирования, и этот результат совпадает с оценкой модифицирования известным способом по излому технологической пробы. В то же время результат модифицирования натрием можно оценивать только известным способом, например, по излому пробы.

Пример 1. Приготовлена плавка сплава АЛ2, проведено ее модифицирование стронцием. Перед модифицированием и после него в течение трех часов периодически отливали технологические пробы в стальной кокиль. Оценивали модифицирование по внешнему виду открытой поверхности пробы (предлагаемый способ), позднее сравнивали с результатом по известному способу - по виду излома пробы. Результаты приведены в табл. 1.

При этом время для оценки модифицирования по предлагаемому способу составляло не более трех минут, а по известному - 9-13 минут по каждой пробе.

Пример 2. Как и в примере 1 проводили модифицирование стронцием плавки сплава АЛ4 с отливкой технологических проб и оценкой модифицирования предлагаемым и известным способами. Результаты приведены в табл. 2.

Разница в трудоемкости оценки модифицирования предлагаемым и известным способами такая же, как в примере 1 (по времени и ликвидации операции поломки образца, выполняемой, как правило, вручную).

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого способа определяется не только прямым снижением трудоемкости модифицирования по технологической пробе и сокращением за счет этого продолжительности плавки, расхода энергии, но и возможностью более гибкого управления качеством сплава в связи с упрощением оценки модифицирования.

Экономический эффект за год по литейному цеху составит 1800 рублей на одном предприятии.

Производство отливок и заготовок из двойных и более сложных сплавов доэвтектического и эвтектического состава системы алюминий-кремний. Цель изобретения - разработка простого и нетрудоемкого достоверного способа оценки модифицирования сплава стронцием по технологической пробе, заливаемой в форму отобранной из плавки порцией расплава. Сущность заключается в том, что оценку модифицирования производят визуальным сравнением с эталонами внешнего вида наружной открытой поверхности технологической пробы, а не излома пробы, а сама проба заливается в металлическую форму, и осмотр поверхности производят не после полного охлаждения пробы, и сразу после завершения ее кристаллизации. Набор эталонов обеспечивает достоверность оценки модифицирования при разных условиях кристаллизации отливок. Отказ от излома пробы, сокращение времени кристаллизации и охлаждения технологической пробы снижают длительность и трудоемкость оценки модифицирования и делают пробу экспрессной. Оценка модифицирования по сравнению с эталонами внешнего вида открытой наружной поверхности технологической пробы возможна на силуминах, модифицированных стронцием. 2 ил., 2 табл.

Способ контроля модифицирования доэвтектических и эвтектических силуминов стронцием, включающий отбор порции расплава, заливку в форму технологической пробы, охлаждение и ее визуальную оценку, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени от отбора расплава до получения результатов оценки снижения трудоемкости при сохранении достоверности, отливку пробы производят в металлическую форму и охлаждение осуществляют до завершения кристаллизации, а оценку производят сравнением вида открытой наружной поверхности пробы с эталонами.