SU1057181A1 - Method of machining metal in mold - Google Patents
Method of machining metal in mold Download PDFInfo
- Publication number
- SU1057181A1 SU1057181A1 SU802979177A SU2979177A SU1057181A1 SU 1057181 A1 SU1057181 A1 SU 1057181A1 SU 802979177 A SU802979177 A SU 802979177A SU 2979177 A SU2979177 A SU 2979177A SU 1057181 A1 SU1057181 A1 SU 1057181A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- metal
- reagent
- temperature
- reaction chamber
- processing
- Prior art date
Links
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
СПОСОБ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА В ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЕ, включающий введение реагента дл обработки в реакционную камеру литниковой системы через дополнительный сто к и последующую заливку расплавленного металла, отличающийс тем, что, с целью расщирени технологических возможностей обработки металла в литейной форме, реагент в реакционную камеру ввод т в расплавленном виде, а заливку металла производ т при температуре реагента, превосход щей температуру его солидуса на 20°С, но не превыщающей более, чем на 300° С температуру ликвидуса реагента. . S (Л ел 00METHOD FOR TREATING METAL IN CASTING FORM, including the introduction of a reagent for processing into the reaction chamber of the gating system through an additional cost and the subsequent pouring of molten metal, characterized in that, in order to expand the technological capabilities of processing metal in a casting mold, the reagent is introduced into the reaction chamber the molten state, and the metal is poured at a reagent temperature that exceeds its solidus temperature by 20 ° C, but not more than 300 ° C. With liquidus temperature reagent. . S (L el 00
Description
Изобретение относитс к литейному производству и может быть использовано при получении литых заготовок из черных и цветА1х металлов и сплавов. Известен способ легировани сплава при центробежной отливке заготовок жидкой добавкой, включающий одновременную заливку в изложницу основного и легирующего сплава, причем при заливке первой трети основного сплава заливают 1,2-1,6% добавки от веса основного сплава , при заливке второй трети 0,7-0,9% и при заливке последней трети 0,2-0,4 1. Такой способ применим дл получени толстостенных заготовок при центробежном литье. При литье тонкостенных заготовок из-за быстрой кристаллизации заливаемого металла в изложнице требуетс равномерное дозирование добавки, что не предусмотрено режимами известного способа и весьма трудно осуществить вследствие малых объемов вводимой добавки. Это приводит к усилению химической и структурной неоднородности в отливках. Дл лить в песчаные, металлические и другие формы данный способ ограниченно применим, так как требует применени сложного дозирующего оборудовани . Известны также способы обработки жидкого металла в литейной форме твердыми добавками, используемыми в виде специальных вставок, которые помещаютс непосредственно в рабочей полости литейной формы, и нагреваемыми перед установкой до температуры 200-300°С, или в виде компактных кусков размером 20-40 мм, или в виде прессованных из частиц 0,05-1,0 мм фасонных изделий: щаров, дисков и т.д., или в виде частиц Ы2 мм, которые устанавливают или помещают неподогретыми в реакционной камере литниковой системы 2 , 3 и 4. Однако при обработке малых доз металла дл мелких отливок не хватает запаса времени и тепла потока дл растворени реагента. Повышена загр зненность обрабатываемого металла .окислами., покрывающими поверхность частиц реагента , что приводит к снижению прочностных и пластических характеристик металла отливок . Невозможна обработка реагентами , температура плавлени которых выще температуры плавлени обрабатываемого металла. Кроме того, реализаци способа требует проведени специальной подготовки реагента дроблени , рассева на фракции, взвешивани , прессовани и т.д., что существенно удорожает производство. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс способ обработки жидкого металла, при которому добавка реагента в твердом виде (пруток или стержень) вводитс в реакционную камеру через додолнительный сто к 5. Такой способ позвол ет снизить загр зненность обрабатываемого металла, повысить качество лить , и за счет оптимальных конфигураций (размеров) подготовленной добавки и ввода е через дополнительный сто к повысить разномерность распределени добавки по объему обрабатываемого металла. Недостатками данного способа вл етс неравномерность распределени добавки по объему отливки, особенно первых порций заливаемого металла; необходимость перегрева заливаемого металла, невозможность обработки добавками (реагентами) с температурой плавлени выще, чем у заливаемого металла, необходимость усложнени процесса за счет изготовлени добавок в виде специальных изделий и, вследствие этого, удорожание отливок. Цель изобретени - расширение технологических возможностей обработки металла в литейной форме реагентами, вводимыми в реакционную камеру литниковой системы. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу обработки жидких металлов в литейной форме, включающему введение реагента дл обработки в реакционную камеру литниковой системы через дополнительный сто к с последующую заливку расплавленного металла, реагент в реакционную камеру ввод т в расплавленном виде, а заливку металла производ т при температуре реагента, превосход щей температуру его солидуса на 20° С, но не превыщающей более чем на 300° С температуру реагента. Верхний предел температурного интервала tflHKB + 300° С обусловлен следующим положением. В случае обработки алюминиевого сплава с 4,8% Си; 0, (температурный интервал плавлени б52-550°С) лигатурой AI-Ti (-2, Ti, tft«« 980°C) перегрев на 300°С соответствует температуре 1280°С. Это обусловлено необходимостью обеспечени однородного состо ни реагента, так как при меньших перегревах не разрущаютс комплексы Alj Ti, которые неравномерно распредел ютс в обрабатываемом сплаве, кристаллизуютс в виде пластин и резко снижают механические свойства металла в отливках (например, дл сплава А1 19 noff с 34,0 кгс/мм до 8,0 кгс/мм, а по б - с 4,0% до 0,2%). Нижний предел температурного интервала 1(опндус 20°С определ етс следующим . Эта температура должна быть отнесена к наиболее холодной точке - на границе с поверхностью реакционной камеры (имеющей градиент температур от поверхности к центру камеры не должен вли ть на агрегатное состо ние реагента) дл случа использовани добавки в двухфазном (твердо-жидком) состо нии. Перегрев выше температуры солидус на 20°С выбирают на основании оценки погрешностей, примен емых в производственных услови х средств измерени температуры (термопар) с гарантией получени реагента в твердожидком состо нии. Использование реагента в твердом состо нии приводит к понижению эффективности обработки металла. Такой вид обработки предпочитают в случае модифицировани дл получени мелкозернистой структуры, когда плотность реагента существенно меньше, чем у обрабатываемого металла, или количества (масса) реагента мало, или обрабатываемый металл имеет значительно более высокую температуру плавлени по сравнению с реагентом .The invention relates to foundry and can be used in the preparation of cast billets of ferrous and non-ferrous metals and alloys. A known method of alloying an alloy during centrifugal casting of blanks with a liquid additive, including simultaneous casting of the main and alloying alloys in the mold, and 1.2-1.6% of the additive by weight of the main alloy is poured when the first third of the main alloy is cast, and when the second third is cast. -0.9% and when casting the last third of 0.2-0.4. 1. This method is applicable to the production of thick-walled blanks in centrifugal casting. When casting thin-walled billets, due to the rapid crystallization of the cast metal in the mold, uniform dosing of the additive is required, which is not provided for by the methods of the known method and is very difficult to carry out due to the small amounts of additive added. This leads to increased chemical and structural heterogeneity in the castings. This method is limited in application to sand, metal and other forms, since it requires the use of sophisticated dosing equipment. There are also known methods for treating a liquid metal in a casting mold with solid additives used as special inserts, which are placed directly in the working cavity of the mold, and heated before installation to a temperature of 200-300 ° C, or in the form of compact pieces 20-40 mm in size, either in the form of molded parts pressed from particles of 0.05-1.0 mm: spheres, disks, etc., or in the form of Н2 mm particles, which are installed or placed unheated in the reaction chamber of the gating system 2, 3 and 4. However when processing small doses of metal for Small castings do not have enough time and heat flow to dissolve the reagent. The contamination of the metal being treated with .oxides, covering the surface of the reagent particles, is increased, which leads to a decrease in the strength and plastic characteristics of the metal of the castings. The treatment is impossible with reagents whose melting point is higher than the melting point of the metal being treated. In addition, the implementation of the method requires special preparation of the crushing agent, sieving into fractions, weighing, pressing, etc., which significantly increases the cost of production. The closest in technical essence and the achieved result to the proposed method is the treatment of liquid metal, in which the addition of the reagent in solid form (rod or rod) is introduced into the reaction chamber through an additional hundred to 5. This method reduces the contamination of the metal being processed, increases casting quality, and due to the optimal configurations (sizes) of the prepared additive and input, through an additional cost, to increase the dimensionality of the distribution of the additive in terms of the volume of the metal being processed . The disadvantages of this method are the uneven distribution of the additive throughout the casting volume, especially the first portions of the metal being cast; the need for overheating of the poured metal, the impossibility of processing additives (reagents) with a melting point higher than that of the poured metal, the need for complicating the process due to the manufacture of additives in the form of special products and, consequently, the increase in the cost of castings. The purpose of the invention is to expand the technological capabilities of metal processing in a casting mold with reagents introduced into the reaction chamber of the gating system. This goal is achieved by the fact that, according to the method of treating liquid metals in a casting mold, including the introduction of a treatment reagent into the reaction chamber of the gating system through an additional hundred and subsequent pouring of the molten metal, the reagent is introduced into the reaction chamber in the molten form, and the metal is cast at a reagent temperature that exceeds its solidus temperature by 20 ° C, but not more than 300 ° C, the temperature of the reagent. The upper limit of the temperature range tflHKB + 300 ° C due to the following position. In the case of processing aluminum alloy with 4.8% Cu; 0, (temperature range of melting is 52-550 ° C) with AI-Ti ligature (-2, Ti, tft "- 980 ° C), overheating at 300 ° C corresponds to a temperature of 1280 ° C. This is due to the need to ensure a homogeneous state of the reagent, since with less overheating Alj Ti complexes are not destroyed, which are unevenly distributed in the alloy being processed, crystallize in the form of plates and sharply reduce the mechanical properties of the metal in castings (for example, for A1 19 noff alloy with 34 , 0 kgf / mm to 8.0 kgf / mm, and according to b - from 4.0% to 0.2%). The lower limit of the temperature range 1 (20 ° C is determined as follows. This temperature should be referred to the coldest point - at the boundary with the surface of the reaction chamber (having a temperature gradient from the surface to the center of the chamber should not affect the state of the reagent) for the case of using the additive in the two-phase (solid-liquid) state. Overheating above the solidus temperature by 20 ° C is selected based on an estimate of the errors used in the production conditions of temperature measuring instruments (thermocouples) guaranteeing the reagent is obtained in the solid-liquid state. The use of the reagent in the solid state leads to a decrease in the processing efficiency of the metal. This type of treatment is preferred in the case of modification to obtain a fine-grained structure when the density of the reagent is substantially less than that of the metal being treated low, or the metal being processed has a significantly higher melting point than the reagent.
На чертеже изображен один из возможных вариантов вьшошнени предлагаемого способа.The drawing shows one of the possible options for the implementation of the proposed method.
Момент начала взаимодействи потока обрабатываемого металла 1 с реагентом 2. Этому моменту предшествует введение реагента в расплавленном состо нии в реакционную камеру 3 через воронку 4 и сто к 5, охлаждение реагента в реакционной камере до необходимого интервала температуры , перекрытие дополнительной литниковой системы грузом 6. Обрабатываемый металл поступает в реакционную камеру через заливочную чашу 7, сто к 8, шлакоуловитель 9 литниковой системы. После взаимодействи с реагентом металл через шлакоуловитель 9, питатель 10 и отводную прибыль 11 поступает в рабочую полость литейной формы 12.The moment of the beginning of the interaction of the processed metal stream 1 with the reagent 2. This moment is preceded by the introduction of the reagent in the molten state into the reaction chamber 3 through the funnel 4 and one hundred to 5, cooling the reagent in the reaction chamber to the required temperature interval, shutting off the additional gating system with the load 6. Processed the metal enters the reaction chamber through the casting bowl 7, one hundred to eight, the slag-trap 9 of the gating system. After interacting with the reagent metal through the slag trap 9, the feeder 10 and the bypass profit 11 enters the working cavity of the mold 12.
Пример. Опытные формы изготовл ют по -сырому. Отливки представл ют собой пробы в виде пр моугольного бруска размерами 40x126x250 мм. Реагент-жидкую лигатуру А1 -Ti (2,00/0 Ti, t;iHKB 980°С) температурой 1280°С через дополнительныйExample. Test molds are made bulk. Castings are samples in the form of a rectangular bar measuring 40x126x250 mm. Reagent-liquid ligature A1-Ti (2.00 / 0 Ti, t; iHKB 980 ° C) with a temperature of 1280 ° C through an additional
сто к заливают в реакционную камеру и сразу после этого заливают сплав А1 19 в литейную форму. Параллельно заливают такие же пробы в реакционную камеру, в формы которых помещают ту лигатуру, подогретую до 200° С, в твердом виде.One hundred K is poured into the reaction chamber and immediately after this, A1 A1 19 alloy is poured into the mold. In parallel, the same samples are poured into the reaction chamber, in the forms of which the ligature, heated to 200 ° C, is placed in a solid form.
При обработке металла в форме по предложенному способу весь реагент усваиваетс , тогда как полного растворени частиц твердой лигатуры не происходит. 8 отлив0 ках, полученных по известному способу обнаружены комплексы А1 Ti, неравномерно распределенные в объеме металла и кристаллизирующиес в виде пластик, которые не наблюдаютс в отливках, полученных по предлагаемому способу. Это обсто тельство способствует снижению механических свойств металла отливок. Так, например, значение 6g понижаетс с 34,0 кгс/мм до 8,0 кгс/мм, а б -- с 4,0 % до 0,2%.When processing the metal in the mold according to the proposed method, the entire reagent is assimilated, whereas the complete dissolution of the particles of the solid master alloy does not occur. 8 castings obtained by a known method revealed A1 Ti complexes unevenly distributed in the bulk of the metal and crystallizing in the form of plastic, which are not observed in the castings obtained by the proposed method. This circumstance contributes to the reduction of the mechanical properties of the metal of castings. Thus, for example, the value of 6g decreases from 34.0 kgf / mm to 8.0 kgf / mm, and b decreases from 4.0% to 0.2%.
0 Пример 2. Опытные формы изготовл ют по-сырому. Отливка представл ет собой вертикально расположенный цилиндр диаметром 80 мм и высотой 250 мм (без учета высоты прибыли). Расплавленную железокальциймагнийкремниевую лигатуру тем5 пературой 1350°С ввод т в реакционную камеру формы. В форму заливают сталь 45 Л при температуре заливки 1650° С. Дл сравнени при той же температуре. одновременно заливают формы, в реакционные камеры которых ввод т твердые частицы размером 1-6 мм той же лигатуры. Часть форм заливают по серийной технологии без обработки металла.0 Example 2. Experimental forms are made raw. The casting is a vertically positioned cylinder with a diameter of 80 mm and a height of 250 mm (excluding profit heights). Molten iron calcium magnesium silicon nodule temperature 1350 ° C is introduced into the reaction chamber of the form. Steel 45 L is poured into the mold at a casting temperature of 1650 ° C. For comparison, at the same temperature. at the same time, forms are poured, into the reaction chambers of which solid particles 1-6 mm in size of the same master alloy are introduced. Some forms are poured on serial technology without metal processing.
Исследование образцов металла отливок показывает, что сталь, обработанна The study of metal samples of castings shows that steel treated
в форме жидкой лигатурой, имеет мелкозернистую структуру и более высокие прочностные и пластические свойства, чем сталь, обработанна твердой лигатурой.in the form of a liquid ligature, it has a fine-grained structure and higher strength and plastic properties than steel treated with a solid ligature.
Результаты исследовани приведены в таблице.The results of the study are shown in the table.
Необработанна сталь 58,0Raw steel 58.0
Твердые частицы лигатуры 1-6 мм 58,0Solids ligatures 1-6 mm 58.0
59,059.0
Жидка лигатураLiquid ligature
54,0 Ъ4,0 21,0 4,554.0 Y4.0 21.0 4.5
55,0 16,0 23,0 6,0 58,0 18,0 26,0 8,6 Пример 3. Опытные формы изготовл ют по-сырому. Отливка представл ет собой плиту с размерами 8x200x400 мм. Расплавленный 75%-ный ферросилиций в требуемом количестве ввод т в реакционную камеру формы. Жидкий ферросилиций охлаждают до перехода в твердо-жидкое состо ние. Продолжительность охлаждени реагента до указанного состо ни определ ют экспериментально. По достижению температуры 1260°С (температура солидус используемого 75%-ного ферросилици 1240°С определена экспериментально) через литниковую систему температурой 1360°G заливают чугун химического состава, мас.%: углерод 3,55; кремний 2,55; марганец 0,45; фосфор 0,065; сера 0,028; магний 0,058. Параллельно заливают такие же формы с обработкой жидкого чугуна в них вкладышами , спрессованными из частиц 75%-ного ферросилици , помещенными в верхней части сто ка. Контролируют наличие непрореагирующего реагента и микроструктуру отливок. При обработке металла в форме по предлагаемому способу весь реагент усваиваетс металлом, тогда как полного растворени прессованного вкладыша достичь не удаетс . Микроструктура отливок, полученных при обработке по предлагаемому способу, однородна и не содержит цементных включений. При использовании известного способа наблюдаетс крупные цементные включени . Така структура в реальных отливках приводит к снижению качества и увеличению брака лить , исправление которого св зано со значительными дополнительными затратами. Различные варианты предлагаемого способа легко осуществимы и способствуют равномерному распределению реагента по объему отливок, повыша качество лить . Предлагаемый способ улучщает обработку первых порций расплава и повыщает равномерное растворение реагента (добавки ) в обрабатываемом металле при заполнении формы при минимальных затратах тепла. Обработка расплава жидкими и твердо-жидкими добавками расшир ет возможности литейной технологии по обработке реагентами небольших порций расплава при литье мелких отливок, а также в случае, когда реагент имеет более высокую температуру плавлени . Использование предлагаемого способа обработки металлов в литейной форме в услови х завода мощностью 5000 т чугун ного лить позвол ет получить экономический эффект 19,5 тыс. руб. в год.55.0 16.0 23.0 6.0 58.0 18.0 26.0 8.6 Example 3. Experimental forms are made raw. The casting is a slab with dimensions of 8x200x400 mm. Molten 75% ferrosilicon in the required amount is introduced into the reaction chamber of the form. Liquid ferrosilicon is cooled to a solid-liquid state. The duration of cooling the reagent to the indicated state is determined experimentally. Upon reaching a temperature of 1260 ° C (the solidus temperature of 75% ferrosilicon used, 1240 ° C was determined experimentally), cast iron of chemical composition, wt.%, Is poured through a gating system with a temperature of 1360 ° G: carbon 3.55; silicon 2.55; manganese 0.45; phosphorus 0.065; sulfur 0.028; magnesium 0.058. At the same time, the same forms are poured with the treatment of molten iron in them with inserts pressed from particles of 75% ferrosilicon placed in the upper part of the stand. Control the presence of unreacted reagent and the microstructure of castings. When processing the metal in the mold according to the inventive method, the entire reagent is absorbed by the metal, while the complete dissolution of the pressed liner cannot be achieved. The microstructure of castings, obtained by processing by the proposed method, is homogeneous and does not contain cement inclusions. When using a known method, large cement inclusions are observed. Such a structure in real castings leads to a decrease in quality and an increase in cast rejects, the correction of which is associated with significant additional costs. Various variants of the proposed method are easy to implement and contribute to a uniform distribution of the reagent in the volume of castings, improving the quality of the cast. The proposed method improves the processing of the first portions of the melt and enhances the uniform dissolution of the reagent (additive) in the metal being processed when the mold is filled with minimal heat consumption. Melt treatment with liquid and solid-liquid additives expands the capabilities of the foundry technology for treating small portions of the melt with reagents during casting of small castings, as well as in the case when the reagent has a higher melting point. The use of the proposed method of processing metals in a casting mold under the conditions of a plant with a capacity of 5000 tons of iron casting yields an economic effect of 19.5 thousand rubles. in year.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802979177A SU1057181A1 (en) | 1980-08-28 | 1980-08-28 | Method of machining metal in mold |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU802979177A SU1057181A1 (en) | 1980-08-28 | 1980-08-28 | Method of machining metal in mold |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1057181A1 true SU1057181A1 (en) | 1983-11-30 |
Family
ID=20916680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU802979177A SU1057181A1 (en) | 1980-08-28 | 1980-08-28 | Method of machining metal in mold |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1057181A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA000225B1 (en) * | 1996-09-13 | 1998-12-24 | Электро-Термит Гмбх | A method of aluminothermic welding of rails |
-
1980
- 1980-08-28 SU SU802979177A patent/SU1057181A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР № 369976, кл. В 22 D 13/00, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 444606, кл. В 22 D 27/18, 1974. 3.Патент US № 3851700, кл. С 21 В 15/02, опублик. 03.12.74. 4.Дибров И. А. и др. Модифицирование чугуна в литейной форме. «Технологи производства, научна организаци труда и управлени , вып. 2, М., НИИМАШ. 1978, с. 3. 5.Новые процессы литейного производства - Материалы Всесоюзной научнотехнической конференции в Харькове. М., НИИМАШ, 1967, с. 294. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA000225B1 (en) * | 1996-09-13 | 1998-12-24 | Электро-Термит Гмбх | A method of aluminothermic welding of rails |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101817064A (en) | Device and method for preparing metal semi-solid slurry | |
| Zhang et al. | Simulation and experimental validation of the effect of superheat on macrosegregation in large-size steel ingots | |
| US3630267A (en) | Method of controlling the temperature of molten ferrous metal | |
| SU1057181A1 (en) | Method of machining metal in mold | |
| RU2697144C1 (en) | Method for semi-continuous casting of ingots from aluminum alloys | |
| Itofuji et al. | Development of Semi-Solid Die Casting Process in Spheroidal Graphite Cast Irons | |
| RU2101129C1 (en) | Method of manufacture of cast metal articles | |
| SU685423A1 (en) | Method of centrifugal casting of large billets | |
| Varahraam et al. | A Method of Magnesium Treatment for Producing Gravity-diecast Ductile Iron | |
| SU530737A1 (en) | Method of centrifugal casting under liquid flux | |
| Li et al. | Preparation of 2A14 Aluminium Alloy Large-Sized Hollow Ingots by Electromagnetic Stirring DC Casting | |
| RU2230823C2 (en) | Method of inoculation and casting of alloys of non-ferrous metals and a device for its realization | |
| RU2025213C1 (en) | Ingot manufacturing method | |
| JPH0890191A (en) | Method for die-casting solid-liquid coexistence in spheroidal graphite cast iron | |
| SU1329909A1 (en) | Method of producing steel ingots | |
| SU1404161A1 (en) | Method of casting rimmed steel | |
| SU366920A1 (en) | ||
| SU917898A1 (en) | Metal casting method | |
| SU605688A1 (en) | Method of obtaining low-alloy steel castings | |
| RU1822444C (en) | Master alloy for treatment of molten iron | |
| Nuradinov et al. | Influence of the Intensity of Electromagnetic Mixing in Continuous Casting Machine Crystallizer on the Formation of Grade Blanks | |
| SU1740124A1 (en) | Method for continuous casting of cast pieces | |
| SU840127A1 (en) | Method of treatment of liquid aluminium cast iron | |
| SU977107A1 (en) | Method of producing cast iron with vermicular graphite | |
| SU724272A1 (en) | Method of treating liquid metal in casting moulds |