Способ обработки заэвтектических силуминов Советский патент 1983 года по МПК C22C1/06 

1

Изобретение относится к лит ййому производству цветных металлов и. сплавов, в частности к обработке эаэвтектических силуминов, и может быть использовано для изготовления отливок из указанных сплавов с повышенными физико-механическими свойст вами.

Известны способы обработки заэвтектических силуминов фосфорсодержащими добавками, например, пятихлористым фосфором, лигатурами медьфосфор, марганец-фосфор, железогфосфор.1 и 2.

Однако такие способы не обеспечивёцот необходимое повышение служебных свойств отливок, к которым предъявляются все возрастающие требования. Это объясняется тем, что введение в сплав лигатур обеспечивает только модифицирование структуры металла за счет фосфора, входящегов состав указанных добавок.

К тому же некоторые из приведенных методов обработки заэвтектических силуминов, например, железо-фосфор, могут понизить прочностные свойства отливок за счет дополнительного введения в сплав железа.

Известен также способ модифицирования заэвтектических силуминов лигатурой никель-фосфор с содержанием с фосфора до 23,8 вес.%, заключающийся в том, что фосфор, входящий в состав лигатуры никель-фосфор, обеспечивает измельчение первичных включений кремния, а никель - легиру|я ет силумин.

Таким образом, одновременное вве. дение элементов в сплав обеспечивает его модифицирование и легирование, что приводит к повшиенйо предела прочности при растяжении и твер15 дости силумина 3j.

Однако такая, обработка заэвтектических силуминов не позволяет повысить такую вгикную их механическую характеристику как пластичность, которая остается очень низкой (относит тельное удлинение не превышает 0,5%). Целью изобретения является разра. ботка способа модифицирования заэвтектических силуминов, обеспечива25 квдего повышение механических свойст сплава, в особенности его пластичности .

Поставленная цель достигается гем, что согласно способу обработки эаэвтектических силуминов, включающему введение в расплав лигатуры, содержащей никель и фосфор, в лига туру дополнительно вводят бор при следующем соотношении компонентов, вес.%: Фосфор . 7,0-10,0 Бор 1,5-3,0 Никель Остальное и ее расход составляет 0,5-1,0% от веса расплава. Никель, являющийся основной лиг ры, легирует сплав, а фосфор оказы ет модифицирующее влияние на струк ру силумина. Введение первых двух элементов в виде лигатуры в расплавленный металл обеспечивает только некоторо повышение предела прочности при рас жении и твердости заэвтектического силумина. Бор, входящий в состав предлагае мой лигатуры, при взаимодействии со сплавом образует борид алюминия (AlB,;), обеспечивающий микролегирование d-твердого раствора алюминия что приводит к заметному повышению пластических свойств и дополнительному увеличению временного сопротив ления разрыву сплава. Введение лига ры никель-фосфор-бор в количестве менее 0,5 вес.% не обеспечивает необводимого повышения механических свойств силумина, а свыше 1,0 вес.% экономически нецелесообразно. Для определения эффективности предлагаемого способа обработки заэвтектичеСких силуминов в лаборатор ных условиях проведены опытлые плав ки с введением в сплав лигатуры раз личного состава. Пример 1. В качестве опытного сплава выбран бинарный заэвтек тический силумин с содержанием крем ния 20% и железа 0,7%. Плавку проводят в электрической печи сопротивления типа СШОЛ-2 емкостью 1,5 кг без рафинирования. Обработку сплава проводят лигатурой следующего состава, вес.%: Фосфор6,5 Бор1,0 . Никель Остальное которую вводят в количествах 0,4, 0,5; l,0i 1,2% от веса металла. Пример 2. По такой же методике с сохранением технологических параметров обработку силумина проводят лигатурой состава, вес.%: Фосфор 7 Бор1,5 Никель Остальное Пример З.С сохранением той же методики в заэвтектический силумин приведенного состава вводят лигатуру состава, вес.%: Фосфор 10,0 Бор3,О Никель Остальное Пример 4. Обработку силумина при неизменных технологических параметрах проводят лигатурой состава, вес.%: Фосфор21 Бор5,2 Никель Остальное Лигатуру никель-фосфор с содержанием фосфора 19,5% (известный) вводят в количествах 0,13/ 0,18; 0,40; 1,28% из расчета равного количества фосфора в предлагаемой, добавке, по-, казавшей лучшие результанты при иссле.довании механических свойств сплава по сравнению с известным. Добавками /триведенных составов обрабатывают силумин при , затем выдерживают его 30 мин и заливают стандартные образцы диаметром 12 мм в кокиль для определения механических свойств в литом состоянии. Результаты исследования стандартных прочностных показателей сплава, . обработанного предлагаемым и известным способами, приведены в таблице. Из таблицы следует, что обработ- . ка заэвтектического силумина предлагаемым способом повышает предел прочности при растяжении на 10-12%, а относительное удлинение - в 2,02,5 раза по сравнению с известным. Экономический эффект составляет 30-50 руб. на тонну годного литья за счет снижения брака отливок по трещинамi

Предлагаемый

16,5

1,0

Остальное

7,0

1,5

1,0

3,0

12,0

12

«

и