Эффективное модифицирование чугуна в форме

Научно-производственное предприятие ОДО "Белтехнолит" основано в 1995 году на базе кафедры Белорусского национального технического университета "Металлургия литейных сплавов". В состав работников предприятия вошли специалисты и научные работники в области литейного производства, что и определило основные направления деятельности предприятия. В настоящее время целью предприятия является разработка и оперативное внедрение наукоемких технологиче-ских процессов и качественных, эффективных препаратов для обработки жидкого чугуна. ОДО "Белтехнолит" совместно с сотрудниками научно-исследовательской инновационной лабораторией "Прогрессивные технологические процессы плавки и высокопрочного чугуна" (НИИЛлит) БНТУ ведет активную научно-исследовательскую работу, что позволяет создавать новые виды продукции и постоянно совершенствовать уже созданные.

Одним из выдающихся результатов научно-технической деятельности предприятия за последние годы стала разработка, внедрение и начало промышленного производства новой перспективной продукции - элемента комплексного модифицирующе-фильтрующего ("ЭКМФ" ТУ РБ 100229713.002-2004).

Продукция представляет собой уникальную технологию комплексного модифицирования серого и высокопрочного чугуна в форме с одновременной фильтрацией расплава от неметаллических включений. Предлагаемая технология является более эффективной и экономически выгодной альтернативой классическим методам модифицирования.

ЭКМФ это комплект, состоящий из легкорастворимой модифицирующей присадки (вставки) и фильтрующей сетки из аппретированного стеклофильтра. ЭКМФ предназначен для комплексной внепечной обработки жидкого чугуна при заливке расплава в формы. Комплексная внепечная обработка включает "позднее" (в литейной форме) графитизирующее модифицирование расплава жидкого чугуна специальной модифицирующей вставкой (элемент модифицирующий ЭМ ТУ BY 100229713.003-2005) и тонкую фильтрацию расплава, обеспечиваемую использованием аппретированного фильтра (ЭФ ТУ РБ 100229713.001-2004). Расплав, проходя через ЭКМФ, постепенно растворяет модифицирующий элемент, при этом улучшаются технологические свойства отливок и достигается максимальный графитизирующий эффект. Вставка изготавливается методом прессования порошковых материалов определенной фракции и химического состава. В качестве связующего используется вещество, которое ускоряет процесс растворение элемента модифицирующего, при этом оно усиливает графитизирующее воздействие на расплав. Фильтрующий элемент фильтрует модифицированный расплав от неметаллических шлаковых включений, кроме того, он предотвращает размыв литейной формы. Таким образом, улучшаются механические свойства металла, снижается брак литья по неметаллическим включениям, засорам, а также отбел. Причём последнее достигается при одновременном снижении расхода графитизирующего модификатора в 3-8 раз (!!) по сравнению с традиционными методами модифицирования.

Разработанный нами состав присадки и метод ее ввода обеспечивает мощный графитизирующий эффект, выравнивание структуры в различных сечениях разностенных деталей, измельчение структурных составляющих расплава и эффективное воздействие на состояние межзеренных границ. Технология позволяет также решать специфические задачи: разогрев исходного металла, повышение жидкотекучести, получение специальных чугунов и другое. Присадка изготавливается методом прессования порошковых материалов.

Предлагаемая технология модифицирования и фильтрации расплава характеризуется простотой, легко вписывается в действующую технологию производства. Устанавливается присадка под стояком непосредственно на фильтре либо в зумпфе под ним. При использовании ЭКМФ время заливки формы практически не меняется и переделки оснастки не требуется.

Рис. 1. Внешний вид элемента модифицирующего и элемента фильтрующего

Технология использования ЭКМФ*:

1. Установить в заранее подготовленную полуформу низа фильтрующую сетку на зумпф стояка так, чтобы центральная часть фильтра совпадала с осью стояка.

2. Произвести сборку формы таким образом, чтобы кромки фильтрующей сетки прижимались полуформами верха и низа.

3. Поместить модифицирующий элемент плоской поверхностью на фильтр, бросив его через стояк (рис. 2).

4.Произвести заливку формы согласно заданному технологическому процессу предприятия-потребителя.

Рис. 2. Схема расположения элемента комплексного модифицирующе-фильтрующего в литейной форме для производства ВЧШГ, где: 1 - элемент модифицирующий; 2 - элемент фильтрующий; 3 - ЭКМФ.

*Примечания:

• Расход модифицирующего элемента составляет 0,05-0,15% от металлоемкости формы.

• Габаритные размеры фильтрующей сетки должны превышать диаметр зумпфа на 15-40 мм.

• Зона перекрытия стояка элементом модифицирующим по площади не должна превышать 30-40 %.

• При использовании предлагаемой технологии время заливки формы практически не ме-няется и переделки оснастки не требуется.

• Для оптимально эффективного использования ЭКМФ возможно необходима доработка формы стояка (либо его диаметра)(рис.3), а также определение химического состава чугуна.

• Состав модифицирующей вставки обеспечивает ее растворимость при заливке литейной формы как относительно холодным ваграночным чугуном, так и чугунов электропечной плавки.

• Наше предприятие оказывает любую техническую и технологическую помощь, связанную с применением ЭКМФ.

Рис.3 Схема расположения ЭКМФ в усовершенствованных литейных формах: Использование по данным схемам ускоряет время заливки, предотвращает всплытие, и способствует лучшему усвоению элемента модифицирующего

Основные характеристики продукции представлены в табл. 1-2.

Таблица 1. Геометрические параметры элемента фильтрующего и цена *

* Габаритные размеры фильтров могут быть изменены

Таблица 2. Рекомендуемая масса элемента модифицирующего в зависимости от металлоемкости формы и цена

Пример записи продукции в других документах и (или) при заказе:

• "Элемент фильтрующий (50*50, 2*2)" ТУ РБ 100229713.001-2004, где 50*50 - габаритные размеры элемента фильтрующего, мм; 2*2 - размеры ячейки, мм.

• "ЭКМФ - 60*60 - 2*2 - 25" ТУ РБ 100229713.002-2004 означает элемент комплексный модифицирующе-фильтрующий с размером фильтрующего элемента 60*60 мм, величиной ячейки 2,0*2,0 мм, массой модифицирующего элемента - 25 г.

• "ЭМ-16-12"; "ЭМ-22-55-ДК-КС" ТУ BY 100229713.003-2005, где: ЭМ - элемент модифицирующий; 16; 22 - диаметр элемента модифицирующего, мм; 12; 55 - масса элемента модифи-цирующего, г; ДК - "дополнительное крепление"; КС - "комбинированный состав".

Существует ряд преимуществ данной технологии модифицирования, а именно:

• Возможность индивидуальной технологии обработки для каждой отливки;

• Достигается максимальный графитизирующий эффект;

• Высокое усвоение и меньшая навеска модификатора;

• Вероятность брака по неметаллическим включениям минимальна;

• Отсутствие капитальных затрат;

• Экономически более эффективна.

Данная технология была успешно опробована в промышленных масштабах в условиях чугунолитейного цеха РУП "МАЗ", ОАО "ВАЗ" и других предприятиях. Наши производственные мощности готовы обеспечить Вашу годовую потребность.

Для опробования продукции в конкретных производственных условиях, наше предприятие имеет возможность выслать, по предварительной заявке Заказчика, ограниченную партию продукции на безвозмездной основе.

Для того, чтобы правильно разработать технологию модифицирования, просим сообщить следующие данные: металлоёмкость литейной формы; диаметр стояка; диаметр зумпфа; эскизную схему литниково-питающей системы с размерами сечения литников.

Специалистами ОДО "Белтехнолит" будет разработана под конкретные отливки технология (размеры фильтров, масса и геометрические размеры, состав элемента модифицирующего, место расположения) для эффективного модифицирования чугуна.

В Ваш адрес будет выслана почтовой посылкой (бандеролью) элементы модифицирующие вместе с фильтрами (партия) для испытаний и оценки снятия отбела в отливках из чугуна.

Опубликовано: ИТБ "Литьё Украины" № 5(69), 2006 г.