RU2517083C1 - Комплексная экзотермическая смесь - Google Patents
Комплексная экзотермическая смесь Download PDFInfo
- Publication number
- RU2517083C1 RU2517083C1 RU2012153736/02A RU2012153736A RU2517083C1 RU 2517083 C1 RU2517083 C1 RU 2517083C1 RU 2012153736/02 A RU2012153736/02 A RU 2012153736/02A RU 2012153736 A RU2012153736 A RU 2012153736A RU 2517083 C1 RU2517083 C1 RU 2517083C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- aluminum
- cast
- complex
- exothermic
- oxides
- Prior art date
Links
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Изобретение относится к литейному производству. Смесь содержит следующие компоненты, мас.%: металлический алюминий 25-38, фтористый кальций 18-35, окислы алюминия 6-13, ферротитан 12-22, силикобарий 8-17, угольная пыль 1-5. Обеспечивается повышение жидкотекучести, ударной вязкости, износостойкости и трещиностойкости. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области литейного производства, в частности к комплексным экзотермическим смесям, используемым для внепечной обработки антифрикционных чугунов при производстве ответственных литых деталей двигателей.
Известна комплексная экзотермическая смесь (Патент Франции №2 338 097, МПК B22D 7/00, 1977), содержащая, мас.%:
Металлический алюминий | 10-40 |
Окислы алюминия, кальция и магния | 10-80 |
Перлит и/или вермикулит | 0-30 |
Древесная мука | 5-30 |
Угольная пыль | 0-5 |
Эта экзотермическая смесь не обладает достаточной интенсивностью протекания экзотермических реакций в железоуглеродистом расплаве, снижает упругопластические свойства и трещиностойкость чугунов в отливках, особенно, при высоком содержании древесной муки, перлита и окислов алюминия.
Известна также экзотермическая смесь с комплексным окислителем для литых деталей (Побежимов Г.Н., Маньков В.Г. - М.: Литейное производство, 1979, №2. - С.17-18), содержащая от 21 до 25% алюминия, фторсодержащие соединения, окислы железа и марганца. Эта экзотермическая смесь не обеспечивает стабильных результатов при обработке чугуна и снижает жидкотекучесть и износостойкость чугуна.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту является экзотермическая смесь (Патент RU №2 376 101, МПК B22D 1/00, 2009, прототип), содержащая, мас.%:
Металлический алюминий | 25-38 |
Фтористый кальций | 18-35 |
Окислы алюминия | 14-27 |
Силикокальций или ферротитан | 12-25 |
Угольная пыль | 1-5 |
При использовании этой экзотермической смеси при внепечной обработке чугуна в литых деталях достигаются следующие механические и технологические свойства:
Ударная вязкость, Дж/см2 | 11-13 |
Относительное удлинение, % | 3,2-3,9 |
Дисперсность структуры, ПД | 0,5-1,0 |
Склонность к трещинообразованию, | |
среднее количество трещин в технологической пробе | 2,7-3,0 |
Износостойкость при сухом трении, мкм/км | 0,31-0,45 |
Существенным недостатком этой смеси является то, что она не обеспечивает повышения упругопластических свойств, износостойкости и трещиностойкости антифрикционных чугунов в литых изделиях, что связано с недостаточной концентрацией в смеси модифицирующих компонентов и загрязнением расплава окислами.
Задачей данного технического решения является повышение трещиностойкости, износостойкости при сухом трении и упругопластических свойств обрабатываемых антифрикционных чугунов.
Поставленная задача решается тем, что комплексная экзотермическая смесь, содержащая металлический алюминий, фтористый кальций, окислы алюминия, ферротитан и угольную пыль, дополнительно содержит силикобарий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Металлический алюминий | 25-38 |
Фтористый кальций | 18-35 |
Окислы алюминия | 6-13 |
Ферротитан | 12-22 |
Силикобарий | 8-17 |
Угольная пыль | 1-5 |
Существенным отличием предложенной экзотермической смеси является введение в ее состав эффективной химически активной модифицирующей присадки - силикобария и снижение в составе смеси содержания окислов.
Проведенный анализ предложенного технического решения показал, что на данный момент не известны технические решения, в которых были бы отражены указанные отличия. Кроме того, указанные признаки являются необходимыми и достаточными для достижения положительного эффекта, указанного в задаче изобретения. Это позволяет сделать вывод о том, что данные отличия являются существенными.
Дополнительное введение силикобария обусловлено тем, что он является эффективным химически активным экзотермическим и модифицирующим компонентом, оказывающим положительное влияние на термодинамические, термические и технологические параметры железоуглеродистого расплава, их однородность, что способствует повышению дисперсности структуры, трещиностойкости и упругопластических свойств чугунов в отливках.
При увеличении концентрации силикобария более 17% усиливается интенсивность протекания экзотермических реакций и повышаются кинетические параметры железоуглеродистого расплава, что увеличивает угар и безвозвратные потери металла, снижение стабильности состава чугуна и его износостойкости. При концентрации силикобария менее 8% технологические и упругопластические свойства чугуна в отливках недостаточны.
Введение металлического алюминия в количестве 25-38% и фтористого кальция в количестве 18-35% связано с их высокими термическими реакциями в железоуглеродистых расплавах, способностью хорошо раскислять металл и повышать его однородность, трещиностойкость и упругопластические свойства. Их содержание соответствует общепринятым нормам их концентраций при производстве экзотермических смесей для высокоуглеродистых литейных сплавов.
Снижение в составе смеси ферротитана до количества 22% и окислов алюминия до количества 6-13% усиливает интенсивность протекания экзотермических реакций и кинематические параметры железоуглеродистого расплава. При этом количество ферротитана ниже 12% и окислов алюминия ниже 6% снижают стабильность структуры, а при повышении их содержания выше верхних пределов соответственно 22% и 13% увеличивает угар расплава, снижаются однородность расплава, характеристики упругопластических свойств, износостойкости и трещиностойкости.
Угольная пыль в количестве 1-5% оказывает графитизирующее влияние при внепечной обработке, повышает температуру расплава, стабильность упругопластических и технологических свойств чугуна в отливках. Ее эффективность начинает сказываться с содержания 1%. При концентрации угольной пыли более 5% снижаются характеристики износостойкости и упругопластических свойств.
Для сравнения эффективности использования известной и предложенной экзотермических смесей проведена апробация их в производственных условиях при производстве ответственных литых деталей двигателей из антифрикционных чугунов.
Опытные плавки антифрикционного чугуна марки АЧС-3 проводили в индукционных тигельных печах с использованием в качестве шихтовых материалов чугунного лома марки 17А, стального лома марки 1А, литейного чугуна марки Л3, углеродистого феррохрома ФХ200, ферромарганца ФМн78, никеля марки НП3, ферротитана и других ферросплавов.
Комплексную экзотермическую смесь в виде цилиндрических прессованных таблеток вводили в раздаточные ковши при выпуске чугуна из печи с температурой 1380-1450°С.
В таблице 1 приведены составы комплексных экзотермических смесей, используемых для внепечной обработки чугунов опытных плавок.
Таблица 1 | ||||||
Соста-вы смесей | Содержание компонентов в экзотермических смесях, мас.% | |||||
Металлический алюминий | Фтористый кальций | Окислы алюминия | Ферротитан | Силикобарий | Угольная пыль | |
1 (Изв.) | 32 | 27 | 20 | 18 | - | 3 |
2 | 18 | 17 | 17 | 23 | 19 | 6 |
3 | 25 | 35 | 6 | 12 | 17 | 5 |
4 | 30 | 27 | 12 | 18 | 10 | 3 |
5 | 38 | 18 | 13 | 22 | 8 | 1 |
6 | 39 | 16 | 15 | 24 | 6 | - |
Для определения металлографической структуры, прочностных и технологических свойств чугунов отливали стандартные образцы для механических испытаний, спиральные технологические пробы, пробы трещиностойкость и отбел, а также детали двигателей.
Металлографические исследования и анализ дисперсности структуры чугуна проводили в соответствии с ГОСТ 3443-87, для определения ударной вязкости использовали образцы с размерами 10×10×55 мм. Определение трещиностойкости проводили на звездообразных технологических пробах диаметром 250 мм и высотой 140 мм.
Таблица 2 | ||||||
Смесь | Жидкотекучесть, мм | Дисперсность структуры, ПД | Относительное удлинение, % | Износостойкость, мкм/км | Ударная вязкость, Дж/см2 | Трещиностойкость, Среднее количество трещин в технологической пробе |
1 (Изв.) |
595 | 1,0 | 3,6 | 0,32 | 12 | 3,0 |
2 | 590 | 1,0 | 3,8 | 0,31 | 13 | 3,0 |
3 | 612 | 0,5 | 5,5 | 0,28 | 15 | 1,5 |
4 | 625 | 0,3 | 7,0 | 0,25 | 16 | 1,0 |
5 | 620 | 0,5 | 6,8 | 0,26 | 14 | 2,0 |
6 | 605 | 0,5 | 5,2 | 0,30 | 12 | 2,5 |
В таблице 2 приведены технологические и механические свойства чугунов, полученных после внепечной обработки экзотермическими смесями известного и предложенного состава, а также анализ структур и свойств чугунов в отливках.
Как видно из таблицы 2, предложенная экзотермическая смесь обеспечивает более высокие характеристики износостойкости, ударной вязкости, относительного удлинения и меньшую склонность к трещинообразованию, чем известная.
Claims (1)
- Комплексная экзотермическая смесь, содержащая металлический алюминий, фтористый кальций, окислы алюминия, ферротитан и угольную пыль, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит силикобарий при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Металлический алюминий 25-38 Фтористый кальций 18-35 Окислы алюминия 6-13 Ферротитан 12-22 Силикобарий 8-17 Угольная пыль 1-5
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012153736/02A RU2517083C1 (ru) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | Комплексная экзотермическая смесь |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012153736/02A RU2517083C1 (ru) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | Комплексная экзотермическая смесь |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2517083C1 true RU2517083C1 (ru) | 2014-05-27 |
Family
ID=50779381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012153736/02A RU2517083C1 (ru) | 2012-12-12 | 2012-12-12 | Комплексная экзотермическая смесь |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2517083C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2588974C2 (ru) * | 2014-11-18 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт путей сообщения" (МИИТ) | Комплексная экзотермическая смесь |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2338097A1 (fr) * | 1976-01-15 | 1977-08-12 | Fonderit Srl | Composition de couverture a usage metallurgique n'emettant pas de composes nocifs en cours d'utilisation |
SU720025A1 (ru) * | 1978-05-15 | 1980-03-05 | Институт Металлургии Им. А.А. Байкова Ан Ссср | Шлакообразующа смесь дл разливки стали |
SU1093711A1 (ru) * | 1983-04-04 | 1984-05-23 | Центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностроения | Экзотермическа смесь |
RU2376101C1 (ru) * | 2008-05-28 | 2009-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Комплексная экзотермическая смесь |
RU2454294C1 (ru) * | 2010-12-13 | 2012-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Комплексная экзотермическая смесь |
-
2012
- 2012-12-12 RU RU2012153736/02A patent/RU2517083C1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2338097A1 (fr) * | 1976-01-15 | 1977-08-12 | Fonderit Srl | Composition de couverture a usage metallurgique n'emettant pas de composes nocifs en cours d'utilisation |
SU720025A1 (ru) * | 1978-05-15 | 1980-03-05 | Институт Металлургии Им. А.А. Байкова Ан Ссср | Шлакообразующа смесь дл разливки стали |
SU1093711A1 (ru) * | 1983-04-04 | 1984-05-23 | Центральный научно-исследовательский институт материалов и технологии тяжелого и транспортного машиностроения | Экзотермическа смесь |
RU2376101C1 (ru) * | 2008-05-28 | 2009-12-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" | Комплексная экзотермическая смесь |
RU2454294C1 (ru) * | 2010-12-13 | 2012-06-27 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет путей сообщения" (МИИТ) | Комплексная экзотермическая смесь |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2588974C2 (ru) * | 2014-11-18 | 2016-07-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный институт путей сообщения" (МИИТ) | Комплексная экзотермическая смесь |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0004819B1 (fr) | Procédé de préparation d'alliages ferreux permettant d'améliorer notamment leurs propriétés mécaniques grâce à l'emploi de lanthane et alliages ferreux obtenus par ce procédé | |
RU2517083C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
RU2513363C1 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун | |
RU2452786C1 (ru) | Износостойкий чугун | |
RU2588974C2 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
RU2581542C1 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун | |
RU2490351C1 (ru) | Литейный сплав на основе алюминия | |
RU2454294C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
RU2620206C2 (ru) | Способ графитизирующего модифицирования чугуна | |
RU2376101C1 (ru) | Комплексная экзотермическая смесь | |
RU2521915C1 (ru) | Модификатор | |
RU2615409C2 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун | |
RU2409689C1 (ru) | Серый антифрикционный чугун | |
RU2361948C1 (ru) | Лигатура для стали и чугуна (варианты) | |
RU2552820C2 (ru) | Серый фрикционный чугун | |
RU2457256C2 (ru) | Модифицирующая смесь | |
RU2568551C1 (ru) | Лигатура для титановых сплавов | |
RU2567928C1 (ru) | Модифицирующая смесь для внепечной обработки стали | |
SU1328400A1 (ru) | Чугун | |
RU2562015C2 (ru) | Карбонатная смесь для рафинирования алюминиевых сплавов с модифицирующим эффектом | |
RU2533631C1 (ru) | Износостойкий чугун | |
RU2564202C1 (ru) | Способ внепечной обработки стали | |
RU2623966C2 (ru) | Способ модифицирования алюминиево-кремниевых сплавов | |
RU2352675C1 (ru) | Высокопрочный антифрикционный чугун | |
RU2558786C1 (ru) | Арматурная сталь |