PL221200B1 - Sposób otrzymywania supercienkościennych odlewów z żeliwa sferoidalnego - Google Patents
Sposób otrzymywania supercienkościennych odlewów z żeliwa sferoidalnegoInfo
- Publication number
- PL221200B1 PL221200B1 PL401339A PL40133912A PL221200B1 PL 221200 B1 PL221200 B1 PL 221200B1 PL 401339 A PL401339 A PL 401339A PL 40133912 A PL40133912 A PL 40133912A PL 221200 B1 PL221200 B1 PL 221200B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- casting
- cast iron
- mass
- thickness
- ductile iron
- Prior art date
Links
- 238000005266 casting Methods 0.000 title claims description 27
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 title claims description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title 1
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000003607 modifier Substances 0.000 claims description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 7
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 7
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 6
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims description 5
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 claims description 5
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 230000002087 whitening effect Effects 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 208000005189 Embolism Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 239000012778 molding material Substances 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000007528 sand casting Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 150000003431 steroids Chemical class 0.000 description 1
Landscapes
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania supercienkościennych odlewów z żeliwa sferoidalnego o grubości ścianki mniejszej niż 3 mm, które znajdują zastosowanie w przemyśle samochodowym.
Znany z międzynarodowego opisu patentowego WO 93/20969 sposób wytwarzania wyrobów odlewanych z żeliwa w jednej części, w którym reguluje się potencjał zarodkujący wytopu poprzez zmianę składu wytopu i dodawanie modyfikatora struktury, a następnie odlewa się wytop do formy charakteryzuje się tym, że reguluje się modyfikator struktury miejscowo w wytopie odlanym do formy przy odcinkach części odlewanej z prędkością większą niż od odcinków odlewanej z przeważającym grafitem drobnopłatkowym, przy czym większą prędkość odprowadzania ciepła od odcinków z przeważającym grafitem sferoidalnym zapewnia się kształtując te odcinki o mniejszej grubości niż odcinki części odlewanych z przeważającym grafitem drobnopłatkowym lub umieszczając w pobliżu tych odcinków elementy absorbujące ciepło.
Znany z publikacji Druschitz A. Fitzgerald D.: Lightweigth Iron and Steel Castings for Automot-Aive Application. SAE technical Papper series. SAE 2000 World congress, Detroit, U.S.A. str. 1-9 oraz Thomas S.: CWC Textron Invests In the Promise of Advanced Vacuum Casting. Modern Casting. 1990, str. 22-24 sposób otrzymywania cienkościennych odlewów z żeliwa polega na próżniowym „zasysaniu” metalu do wnęki formy, stosując klasyczny zabieg sferoidyzacji w kadzi z podwójną modyfikacja. Skutecznym sposobem otrzymywania cienkościennych odlewów z żeliwa bez zabieleń jest metoda Inmold opisana przez Weese S., Mohla P. w publikacji ln the Mold Process Innovations: A Case History. AFS Transactions 2005 pp.15-19. W tej metodzie zużywa się relatywnie małą ilość zaprawy magnezowej, a jej reakcja z ciekłym metalem jest praktycznie bezdymna. Rozdrobniony sferoidyzator i modyfikator jest umieszczany w komorze reakcyjnej w układzie wlewowym. Ważnym parametrem decydującym o jednorodnej strukturze jest współczynnik rozpuszczania, czyli stosunek szybkości odlewania do pola powierzchni przekroju komory reakcyjnej. Określa ona prędkość strugi, jaka przechodzi przez komorę reakcyjną. Ilość sferoidyzatora i modyfikatora, która przechodzi do żeliwa zależy od tej prędkości. Obok prędkości przepływu istotnym jest temperatura zalewania oraz dobór dawki sferoidyzatora i modyfikatora o odpowiedniej granulacji.
Innym skutecznym sposobem otrzymywania cienkościennych odlewów z żeliwa bez zabieleń jest metoda opisana przez Showmana R.E. i Aufderheide R.C. A process for thin-wall Sand castings, AFS Transaction, 2003, str. 567-578, która polega na wykonaniu form odlewniczych ze specjalnego materiału formierskiego o bardzo małym współczynniku akumulacji ciepła.
Sposób otrzymywania supercienkościennych odlewów z żeliwa sferoidalnego według wynalazku polega na tym, że w żeliwie o zawartości magnezu powyżej 0,03%, manganu poniżej 0,10% i siarki poniżej 0,02%, tak dobiera się zawartość węgla, krzemu i fosforu w żeliwie oraz rodzaj i ilość modyfikatora, aby minimalna liczba kulek Nmin w ściance odlewu o grubości S była zgodna z następującym równaniem:
1185200
N = lNmin λ
S2(23,34 - 4,07C + 36,28P + 18,8 Si)| gdzie: S jest grubością ścianki odlewu wyrażoną w milimetrach, C, Si, P są zawartościami odpowiednio węgla, krzemu i fosforu w żeliwie w procentach masowych Nmin jest minimalną liczbą kulek grafitu przypadających na jeden milimetr kwadratowy ścianki odlewu o grubości S.
Jeżeli liczba kulek z obserwacji przy powiększeniu 200x w ściance odlewu o grubości S jest większa lub równa obliczonej ze wzoru, to wówczas otrzymany odlew jest bez zabieleń. Sposób według wynalazku pozwala na otrzymanie supercienkościennych odlewów bez zabieleń, tj. niezawierających w strukturze cementytu, który powoduje nadmierny wzrost twardości i obniżenie plastyczności żeliwa, co znacznie utrudnia obróbkę mechaniczną odlewów i jest przyczyną ich kruchości.
P r z y k ł a d otrzymywania odlewów o grubości ścianki 2 mm
Założono, że w gotowym odlewie żeliwo sferoidalne będzie miało następujący skład chemiczny: C=3,7%: Si=3,0: Mn=0,02%: P=0,05%: S=0,001%: Mg=0,03%. Jest to skład nadeutektyczny, gdzie CE=4,6 (CE=C+0,30 Si+0,36 P). W celu uzyskania założonego składu chemicznego obliczono namiar wsadu: Sorelmetal-10,40 kg, krzem technicznie czysty - 240 g, steroidy zator Elmag 5800 -53 g oraz modyfikator Foundrysil -35 g. Powyższe materiały charakteryzują się składem chemicznym w % masowych:
PL 221 200 B1
| Sorelmetal | Si-tech | Foundrysil | Elmag 5800 | |
| Węgiel | 4,25 | - | - | - |
| Krzem | 0,16 | 98 | 73-78 | 44-48 |
| Mangan | 0,014 | - | ||
| Fosfor | 0,016 | |||
| Siarka | 0,005 | |||
| Magnez | - | - | - | 5,5-6,2 |
| Aluminium | - | - | -0,75-1,25 | Max. 1,0 |
| Wapń | - | 0,75-1,25 | 1,8-2,3 | |
| Bar | - | 0,75-1,25 | ||
| Reszta | Fe | Fe | Fe |
W piecu indukcyjnym średniej częstotliwości (8 kHz) wytopiono i przegrzano do temperatury 1500°C żeliwo wyjściowe składające się z Sorelmentu i krzemu czystego technicznie. Następnie wytopione żeliwo wyjściowe wlano do formy, której metal przepływa przez komorę reakcyjną, która zawiera mieszaninę sferoidyzatora w ilości 53 g i modyfikatora w ilości 30 g, po czym wpływa do zbiornika, zaopatrzonego w zatyczkę grafitową. W zbiorniku znajduje się wnęka, zawierająca 5 g modyfikatora. Po napełnieniu ciekłym metalem zbiornika zatyczkę podnosi się, co powoduje wpłynięcie ciekłego żeliwa do wlewu głównego i wnęki odtwarzającej odlew, mający ściankę o grubości 2 mm. Po wybiciu zakrzepłego odlewu z belki rozprowadzającej pobrano wiórki, które poddano analizie chemicznej. Badane żeliwo charakteryzuje się następującym składem, podanym w % masowych: C=3,69%; Si=2,93%: Mn=0,02%: Mg=0,023%: P=0,025%: reszta żelazo. Na tej podstawie ze wzoru:
1185200
Ν = lNmin λ
S2(23,34 - 4,07C + 36,28Ρ + 18,8 Si)|
Obliczono liczbę kulek dla najmniejszej grubości ścianki w odlewie, która wynosi Nmin = 1150 mm-2.
Oznacza to, że odlew nie zawiera w strukturze cementytu. Następnie z części odlewu o grubości ścianki s=2 mm wycięto próbkę i poddano ją obserwacji, która wykazała brak zabieleń, a przy powięk2 -2 szeniu 200x, zliczono ilość kulek grafitu mieszcząca się w 1 mm2. Otrzymana wartość Nmin = 1900 mm-2 -2 jest większa od tej obliczonej ze wzoru Nmin = 1150 mm-2 co potwierdza, że jeżeli liczba kulek z obserwacji przy powiększeniu 200x w ściance odlewu o grubości S jest większa lub równa obliczonej ze wzoru, to wówczas otrzymany odlew jest bez zabieleń.
Claims (1)
- Sposób otrzymywania supercienkościennych odlewów z żeliwa sferoidalnego, znamienny tym, że w żeliwie o zawartości magnezu powyżej 0,03% masowych, manganu poniżej 0,10% masowych i siarki poniżej 0,02% masowych, tak dobiera się zawartość węgla, krzemu i fosforu w żeliwie oraz rodzaj i ilość modyfikatora aby minimalna liczba kulek Nmin w ściance odlewu o grubości S była zgodna z następującym równaniem:1185200Ν = lNmin λS2(23,34 - 4,07C + 36,28Ρ + 18,8 Si)| gdzie: S jest grubością ścianki odlewu wyrażoną w milimetrach, C, Si, P są zawartościami odpowiednio węgla, krzemu i fosforu w żeliwie w procentach masowych Nmin jest minimalną liczbą kulek grafitu przypadających na jeden milimetr kwadratowy ścianki odlewu o grubości S.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401339A PL221200B1 (pl) | 2012-10-25 | 2012-10-25 | Sposób otrzymywania supercienkościennych odlewów z żeliwa sferoidalnego |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401339A PL221200B1 (pl) | 2012-10-25 | 2012-10-25 | Sposób otrzymywania supercienkościennych odlewów z żeliwa sferoidalnego |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL401339A1 PL401339A1 (pl) | 2013-07-22 |
| PL221200B1 true PL221200B1 (pl) | 2016-03-31 |
Family
ID=48877693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL401339A PL221200B1 (pl) | 2012-10-25 | 2012-10-25 | Sposób otrzymywania supercienkościennych odlewów z żeliwa sferoidalnego |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL221200B1 (pl) |
-
2012
- 2012-10-25 PL PL401339A patent/PL221200B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL401339A1 (pl) | 2013-07-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5756162B2 (ja) | 骨材使用鋳型で成形された造形成型品の凝固ミクロ構造 | |
| JP5861254B2 (ja) | アルミニウム合金製鋳物およびその製造方法 | |
| JP2019519373A (ja) | ねずみ鋳鉄接種剤 | |
| Pio et al. | Grain refinement of LM6 Al–Si alloy sand castings to enhance mechanical properties | |
| Zhang et al. | Simulation and experimental validation of the effect of superheat on macrosegregation in large-size steel ingots | |
| Espinoza-Cuadra et al. | Effect of Sr and solidification conditions on characteristics of intermetallic in Al–Si 319 industrial alloys | |
| JP4636395B1 (ja) | 片状黒鉛鋳鉄の製造方法 | |
| CN104195417A (zh) | 一种球墨铸铁用管模粉的制备方法及其应用 | |
| PL221200B1 (pl) | Sposób otrzymywania supercienkościennych odlewów z żeliwa sferoidalnego | |
| Soedarsono et al. | Effect of casting design to microstructure and mechanical properties of 1 mm TWDI plate | |
| JP4544507B2 (ja) | Ａｌ−Ｓｉ共晶合金、Ａｌ合金製鋳物、鋳造用Ａｌ合金およびそれらの製造方法 | |
| RU2364649C1 (ru) | Модификатор с рафинирующим эффектом | |
| Eigenfeld et al. | Integrated magnesium technology | |
| Sheikh | Production of carbide-free thin ductile iron castings | |
| Mourad et al. | Optimizing the properties of thin wall austempered ductile iron | |
| Dotsenko | Influence of heterogeneous crystallization conditions of aluminum alloy on its plastic properties | |
| Pacyniak et al. | Ductile cast iron obtaining by Inmold method with use of LOST FOAM process | |
| Colak et al. | Investigation and modelling of the effects of solidification time and grain refinement on the grain size of a sand-cast Al4Cu alloy | |
| JPH04308018A (ja) | 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 | |
| RU2487950C1 (ru) | Способ получения алюминиевого чугуна с компактными включениями графита | |
| Larrañaga et al. | Effect of antimony on the eutectic reaction of heavy section spheroidal graphite castings | |
| RU2571238C2 (ru) | Способ изготовления отливок по газифицируемым моделям | |
| Górny | Solidification of thin wall ductile iron castings with hypereutectic composition | |
| SU1057181A1 (ru) | Способ обработки металла в литейной форме | |
| Subramanian et al. | Certain investigation on feasibility of developing riser less ductile iron castings |