Литниковая система для внутриформенного модифицирования чугуна — SU 1348055 (original) (raw)

(56) Авторское свидР 1060296, кл, В 22Авторское свидетВ 1057167, кл. В 22 Р 40ем литья АН УСС.И.Иванов етельство СССРС 9/08, 1982.ельство СССРС 9/08, 1982. ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) ЛИТНИКОВАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ВНУТРИФОРМЕННОГО МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА(57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к литниковым системам, и может быть испольвано при получении отливок иэ высокопрочного чугуна. Цель изобретенияповьппение и выравнивание прочностныхи пластических свойств чугуна в различных сечениях .отливок эа счет стабилизации процесса модифицирования втечении всего периода заливки чугунав литейную форму. В начальной стадиизаливки чугун модифицируется в верхней части реакционной камеры, выполненной в виде перевернутой усеченнойчетырехгранной пирамиды с углом наклона боковых стенок к ее большемуоснованию, равным 70-80, что обеспечивает равномерное насьпцение чугунасфероидизирующими элементами в первый период процесса разливки, равный0,1-0,3 от общей продолжительностипроцесса литья. Дальнейшее насьпцениечугуна сфероидизирующими элементамипроисходит в нижней части реакционнойкамеры, выполненной в виде параллелепипеда, с боковыми стенками, вогнутыми по трактрисе, что позволяет изменять площадь контакта модификаторас жидким металлом обратно пропорционапьно скорости растворения модифика- фтора во второй стадии процесса модифицирования, составляющей 0,1-0,9 общей продолжительности разливки. Соотношение высот верхней и нижней частей, реакционной камеры составляет(10,15-0,41):1, что обеспечивает оптимальный расход модификатора, повышает равномерность его распределенияв отливке. Предлагаемая литниковаясистема стабилизирует процесс модифицирования и повьппает прочностные свойства чугуна на 8-10 Х. 3 ил., 1 табл, 1348055Изобретение относится к литейномупроизводству, а именно к литниковымсистемам, может быть использованопри получении отливок из высокопрочного чугуна.Цель изобретения - повышение и выравнивание прочностных и пластических свойств чугуна в различных сечениях отливок за счет стабилизациипроцесса модифицирования в течениевсего периода заливки чугуна в форму.На Фиг, 1 дана графическая зависимость растворения чугуна и насыщенияего сфероидизирующими элементами вреакционной камере в течение заливки;на фиг, 2 - лптниковая система; нафиг. 3 - реакционная камера, вертикальное сечение.Литниковая система содержит стояк1, литниковый хоц 2, реакционную камеру 3, состоящую из верхней части 4,выполненной в виде перевернутой усеченной четырехгранной пирамиды с углом наклона боковых стенок 5 к большему основанию б 70 - 80 и нижней камеры 7 - и виде параллелепипеда с вогнутыми по трактрисе боковыми стенками 8 и питателд 9. 11 ри этом образующие боковой стенки 7 верхней части 4реакционной камеры расположены по касательной к точкам сочленения боковых стенок верхней и нижней частейреакционной камеры, Соотношение высоти 1 верхней и нижней частей реак 1 2ционной камеры составляет (0,15-0,4)::1 соответственно,Литниковая система работает следующим образом.Жидкий чугун из ковша или заливочного устройства заливается через воронку и стояк 1 и поступает по литниковому ходу 2 в реакционную .камеру 3, из которой через питатель 9 поступает в прибыль или в полость форлы. В начальной стадии заливки чугунмодифицируется в верхней части реакционной камеры 4, наклон боковых стенок которой обеспечивает равномерноенасыщение чугуна сфероидизирующимиэлементами, так как площадь контактамодификатора с жидким чугуном уменьшаетсн по закону повышения скоростирастворения чугуна в первой стадиизаливки, составляющей 0,1-0,3 от общей продолжительности заливки.1 осле растворения модификатора вверхней части реакционной камерыдальнейшее насыщение чугуна сфероиди зирующими элементами происходит в нижней части реакционной камеры. Геометрическая форма этой части Камеры позволяет изменять площадь контакта модификатора с жидким чугуном обратно пропорционально скорости растворения модификатора во второй стадии процесса модифицирования.Выбор угла наклона боковых стенок 5 верхней части и реакционной камеры к большему основанию в пределах 70 О80 основан на зависимости площади контакта жидкого чугуна с модификатором и скорости растворения чугуна на первой стадии разливки, которая возрастает по прямой с углом наклона 70-80. 10 15 камеры выше 80 ведет к необоснованному увеличению расхода модификатора и жидкого чугуна на литниковуюсистему, Уменьшение угла наклона менее 70 ведет к снижению остаточного 25 магния в чугуне и, как следствие,к снижению прочностных и пластических свойств материала в отливкеУменьшение соотношения высот Ь и Ь верхней и нижней частей реакционной камеры ниже 0,15:1 приводит к неравномерности растворения магния в чугуне, снижению прочностных и пластических свойств чугуна отливки,Увеличение соотношения высот частей реакционной камеры более 0,4;1 30 35 ведет к повышению расхода модификатора выше оптимального в ковше в течение первого этапа модифицирования,40 Выполнение нижней части 8 реакционной камеры в виде параллелепипеда с вогнутыми стенками по трактрисе обеспечивает выравнивание содержания магния в чугуне в течение второго периода модифицирования, составляющего 0,1-0,9 общей продолжительности разливки, поскольку изменение содержания магния в чугуне во второй стадии процесса изменяется по закону, который может быть описан уравнением тракт- рисы,45 50 Сочленение нижней и верхней частей реакционной камеры по касательным к точкам пересечения их боковых поверхностей позволяет устранить завихрения жидкого чугуна в процессе движения металла в реакционной камере,55 Увеличение угла наклона боковой20 стенки 5 верхней части 4 реакционной1348055 по 15 Показатель Литниковая система Предлагаемая Угол между меньшимоснованием и боковойстороной 1:0,3 В предлагаемой литниковой системе исходным расчетным сечением для реакционной камеры является меньшее основание верхней части реакционной камеры, общая высота камеры реакционной камеры и общая высота горения модификатора в течение всего периода остаточного магния. Трактриса строилась где Ч - отрезок касательной, котораяопределялась из условия, что наклон в точке пересечения боковых поверхностей верхней и нижней частей камеры соотвествует наклону боковой стенки верхней части камеры;у - текущая координата относительно низа нижней части реакционной камеры, которая задается путем деления ее высоты на 5-8 отрезков,В таблице приведены основные параметры известной и предлагаемой конструкций реакционных камер и результаты процесса внутриформенного модифицирования чугуна.Исходный чугун имел следующий химический состав, мас.7: углерод 3,5- 3,6; кремний 1,7-1,8; марганец 0,35- 0,40; хром до 0,08; никель до О, 12; фосфор 0,06-0,07; сера 0,012-0,015. Заливку чугуна в форму производили при 1420-10 С.Для внутриформенного модифицирования использовали комплексный модификатор ЖКГ 1-2 с содержанием 6,0 кремния, 6,4 Е магния с крупностью фракций 1,5-5 м, Расход модификатора составил 0,8 Х, скорость прохождения металла через реакционную камеру 0,8 кг/с. Отношение между площадью большего и меньшего основания пира Полученные отливки иСследовались на степень усвоения комплексного модификатора, распределение остаточного магния по высоте отливки, определяли механические свойства чугуна в различных сечениях отливок,Анализ данных, приведенных в таблице, показывает, что предлагаемая конструкция литниковой системы по сравнению с известной позволяет выравнить содержание магния в чугуне по высоте отливки, а также выравнить и повысить предел прочности чугуна при растяжении и относительное удлинение. Формула изобретения Литниковая система для внутриформенного модифицирования чугуна, содержащая стояк, литниковые каналы, шлакоуловитель, питатели и реакционную камеру, образованную верхней и 25 нижней смежными частями, о т л и -ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения и выравнивания прочностных и пластических свойств чугуна в различных сечениях отливок за счет стабилизации процесса модифицирования в течение всего периода заливки чугуна в литейную форму, нижняя часть реакционной камеры выполнена в виде параллелепипеда с боковыми стенками, вогнутыми по трактриссе, а верхняя часть - в виде перевернутой усеченной четырехгранной пирамиды с углом наклона боковых стенок к ее большему основанию, равным 70-80 , причем образующие бо 4 О ковой стенки верхней части камерырасположены по касательной к точкамсочленения боковых стенок - верхнейи нижней частей камеры, а соотношениеих высот равно (10,15-0,41):1. 3 4 5 6 71348055 Продолжение таблицы Литниковая система Показатели Известная 1 2 миды реакционнойкамеры - прототипа 1:0,8 1:0,35 70 75 80 65 85 Оф 044 Ов 035 Оэ 047 Оф 050 Оэ 055 Оэ 038 0045 Доверительный интервал для содержанияМе в чугуне отливки, Е0,004 537+52 ф 40 Относительное удлинение,3,8 Твердость (НВ),кгс/мм 242 240 245 237 232 240 243 Угол наклона боковыхстенок верхней частиреакционной камеры,град. Отношение между высотами верхней инижней частями реакционной камеры Усредненное содержание магния в чугунеотливки Предел прочностипри растяжении чугуна, МПа Доверительный интервал для предела прочности чугуна в отливке, МПа Предлагаемая56 3 / 47т 0,15; ОюЗ: Оэ 4: 0112: 0145:1348055 0,09 0,0 ффу 4 1 срфце, 1 Рис.З СоставительТехред И Д 1 щ ендлина Корректор М.Демчик Редактор М.Товтин Заказ 5146/10 Тираа 740 Подпис НИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., ное ССР роизводственно-полиграфическое предприятие, г.уигород, ул.Проектная,

Смотреть

Литниковая система для внутриформенного модифицирования чугуна