Спосіб обробки рідкого металу

Спосіб обробки рідкого металу в ливарній формі, що включає введення розрахункової кількості 3 цього для забезпечення і спрощення процесу зборки форми необхідно погоджувати розміри моделі проміжної реакційної камери і газифікованої моделі із замішаним порошком. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення способу внутрішньоформенної обробки металу для забезпечення повного засвоєння модифікатора, лігатури або іншої добавки рідким металом і досягнення відносно рівномірного розподілу її в об'ємі виливка, при одночасному спрощенні і здешевленні модельного комплекту, а також спрощенні процесу виготовлення і зборки ливарної форми. Поставлена задача вирішується тим, що розрахункова кількість модифікатора, лігатури або іншої добавки вводиться в розплав за допомогою газифікованої моделі із замішаним порошком, яка розміщується при формовці ливарної форми (при виготовленні ливарної форми) між стояком і живильником на шляху руху рідкого металу до виливка і водночас виконує роль проміжної реакційної камери, в якій в процесі заливання протікає перемішування розплаву з частками добавки При заливанні металу у форму під дією тепла газифікована (пінополістиролова) модель-вставка газифікується, в результаті чого вивільнюється об'єм, який заповнюється розплавом, де забезпечується змішування розплаву з частками зернистої добавки, які захоплюються потоком металу і переносяться в обсяг виливка і, взаємодіючи з металом, впливають на процес його кристалізації. Гази, що утворюються в процесі газифікації моделі, забезпечують додаткове перемішування часток добавки з розплавом, що сприяє більш повному її засвоєнню металом виливка. Даний спосіб можливо застосовувати для обробки розплаву будь-якими порошкоподібними, зернистими, або гранульованими добавками, у тому числі для графітизуючого, карбідостабілізуючого, сфероїдизуючого та/або зустрічного (двійного) модифікування чавуну в ливарній формі. Розглянемо спосіб на прикладі сфероїдизуючої обробки чавуну усередині ливарної форми, коли подрібнений модифікатор вводиться в розплав за допомогою газифікованої (наприклад зі спіненого полістиролу) моделівставки, яку при формовці розміщують на шляху руху розплаву до виливка між стояком і живильником і яка в процесі заливки форми розплавом одночасно виконує роль проміжної реакційної камери, що підтверджує ефективність модифікування, достатньо високу ступінь засвоєння модифікатора рідким чавуном при одночасному спрощенні конструкції модельного комплекту, процесу формовки і зборки форми. Приклад. Обробку чавуну проводили усередині сирої піщано-глинистої ливарної форми сфероїдизуючим модифікатором, який вводився пінополістироловою моделлю-вставкою, що при 46486 4 виготовленні ливарної форми розміщувалась на шляху руху розплаву до виливка між стояком і живильником і яка одночасно при заливці форми розплавом відігрівала роль реакційної камери. Газифіковану модель-вставку в вигляді циліндра одержували за двухстадійною технологією шляхом спікання в алюмінієвій пресформі в потоці водяного пару попередньо спінених гранул полістиролу з замішеним подрібненим модифікатором. Об'єктом дослідження вибраний експериментальний виливок - «Триступінчаста проба» масою біля 5 кг з товщиною стінок 8, 32 і 64 мм. В якості модифікатора виступав сплав VL63(M) виробництва Німеччини (аналог вітчизняного модифікатора ФСМг5), що містить 45 % Si, 5,9 % Mg, 2,0 % Ca, 0,7 % РЗМ, решта Fe. Кількість модифікатора з розміром часток близько 2,5 мм в пінополістироловій моделі-вставці булла прийнята 1,5% від маси оброблюваного чавуну. Вихідний чавун близького до евтектичного складу виплавляли в індукційній тигельній печі типу ІСТ-006. В якості шихтових матеріалів використовували ливарний доменний чавун, стальний брухт, феросиліцій. Заливку ливарної форми проводили ручним конічним ковшем. Температура заливання металу в ливарну форму складала 1400...1420 С. Якість модифікування оцінювали по структурі чавуну та за остаточним вмістом основного модифікуючого елемента - Mg в перетинах виливків 8, 32 і 64 мм. Як показали проведені експериментальні дослідження після сфероїдизуючого модифікування чавуну в ливарній формі в структурі досліджуваних зразків, вирізаних з різних перетинів виливків (8, 32 і 64 мм) спостерігається утворення включень графіту правильної кулястої форми (бал ШГф5 відповідно ГОСТ 3443-87) рівномірно розподілених у площині шліфа з балом ШГрІ. З ростом перетину виливка спостерігається незначне збільшення розміру глобулярних включень графіту від балу ШГд15 в перетині виливка 8 мм до балу ШГд45 в перетині 64 мм при одночасному збільшенні їх кількості від 6 % (бал ШГ6) в перетині 8 мм до 10 – 12 % - відповідно в перетинах 32 і 64 мм. Мікроструктура зразків - ферритоперлітна зі збільшенням долі фериту з ростом товщини стінки виливка. Також відзначено, що після реалізації пропонованого способу модифікатор газифікованої моделі з реакційної камери цілком віднесений розплавом і залишковий вміст Mgзал у чавуні знаходився на рівні 0,029...0,035 % (мас.). Джерела інформації: 1. McCaulay J.L. Production ofnodulagraphite iron casting by the inmold-process. -Foundry trade journal, 1971, №4, p. 327-332, 335. 2. Деклараційний патент на винахід №44410 А 2000063762 B22D 27/20/ Спосіб обробки рідкого металу / Мандрік Є.А., Пушкаренко О.В., Тупчієнко B.I., Чащін І.М. -Заявл. 27.06.2000; опубл. 15.02.2002. Бюл. № 2. 5 46486 3. Деклараційний патент на корисну модель № 13646 U 2005 09284, B22D27/00. Спосіб обробки рідкого металу в ливарній формі / Фесенко А. М., Комп’ютерна верстка Д. Шеверун 6 Фесенко М. А. - Заявл. 03.10.2005 ; опубл. 17.04.2006. Бюл. № 4. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601