Способ получения высокопрочного чугуна

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ Ы СОКОПРОЧfloro ЧУГУВА, включающий, предварительную обработку расплава лигатурой , содержащей редкоземельные металлы в количестве 0,1-0,-S% от веса расплава, и последующую обработку расплава в литейной форме железокремний-магниевой лигатурой в количестве 1,0-2,0% от металлоемкости формы, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания неметаллических включений в 6тливках и повышения пластичности чугуна ваграночной плавки, расплав непосредственно перед заливкой в форму дополнительно обрабатывают в разливочном -ковше железо-кремниймагниевой лигатурой в количестве 0,1-0,5% от веса расплава. ш с

(19(SU (ш

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСЪБЛИН -. ц11 С 21 с 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИН ::!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ((ABTDPC((OMV C(BB(BTBCBCTBV (21) 3407965/22-02 (22) 22.03 Кг (46) 23.06..83. Бюл. 9 23 (72) С.Н.Леках, S.A.Ðîýóè, Н.И.Бестужев, Ю.В.Иищенко,, И.Ф.Цедрик, Н.А.Фонштейн и Г.A.Äîáðèÿí (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.745.3 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР, 9 558942, кл. С 21 С 1/10, 1979.

2. Авторское свидетЕльство СССР

9 834141, кл. С 21. С 1/10, 1981. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА, включающий.предварительную обработку расплава лигатурой, содержащей редкоземельные металлы в количестве 0,1-0,5% от веса расплава, и последующую обработку расплава в литейной форме железокремний-магниевой лигатурой в количестве 1,0-2,0% от металлоемкости формы, отличающийся тем, что, с целью снижения содержания неметаллических включений в отливкам и повышения пластичности чугуна ваграночной плавки, расплав непосредственно перед заливкой в форму дополнительно обрабатывают в

I разливочном ковше железо-кремниймагниевой лигатурой в количестве

0,1-0,5% от веса расплава.

1024508

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам получения чугуна с шаровидным графитом, и может быть использовано при массовом производстве ответственных машиностроительных отливок.

Известен способ получения чугуна с шаровидным графитом, заключающийся в обработке расплава элементами, сфероидизирующими графит в конше (1j .

В этом случае требуется повышенный 10 расход дорогостоящих модификаторов, наблюдаются пироэффект и дымовыделение.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ получения высокопрочного чугуна с .шаровидным графитом, заключающийся в обработке расплава чугуна лигатурой редкоземельных металлов н ковше и магнием н литейной форме. С целью повышения механических свойств отливок при содержании серы в исходном расплаве до 0,13, обработку металла н ковше ведут при 1400-1450 С смесью лигатуры редкоземельных металлон с криолитом в соотношении 10:(0,5-5,0) в количестве 0,1-0,5% от веса расплава, заливку расплава в форму после скачивания шлака ведут при 1320

1400 С, причем в форме обработку жидкого расплава ведут в реакционной камере, расположенной между стояком и отливкой,. смесью железо-кремниймагниевой лигатуры с криолитом н соотношении 10:(0,5-5,0) в количестве 0,1-0,5% от веса расплава, заливку расплава з форму после скачивания шлака ведут при 1320-1400 С, пр лчем в форме обработку жидкого расплава ведут в рвах.донной камере, расположенной между стояком и отливкой, 40 смесью железо-кремний-магниевой лигатуры с криолитом в соотношении

10:(0,1-2,0} в количестве 0,7-2;ОЪ от веса расплава (2) .

Недостатком известного способа 45 являются высокие требования к чисто те по вредным примесям и температуре исходного расплава не менее 1400

1450 С . B противном случае при боо лее низкой температуре расплава, в частности, при ваграночной планке, резко увеличивается количество неметаллических включений в отливках и снижаются пластические свойства чугуна.

Целью изобретения является снижение содержания неметаллических .включений,в отливках и повышение пластичности чугуна ваграночной пла:вки.

° Указанная цель достигается тем, что согласно способУ получения ны- 6О сокопрочного чугуна, включающему предварительную обработку расплава лигатурой, содержащей редкоземельнье металлы в количестве 0,1-0,5Ъ от веса расплава, и последующую обработку 65 расплава н литейной форме желеэокремний-магниевой лигатурой н количестве 1,0-2,0% от металлоемкости формы, расплав непосредственно перед заливкой в форму дополнительно обрабатывают в разливочном ковше желеэокремний-магниевой лигатурой в количестве, 0,1-0,5:5 от веса расплава.

Применение тройной последовательной обработки расплава в раздаточном и разливочном ковшах и в форме позволяет стабильно получать структуру шаровидного графита в отлинках. Ковшеная обработка лигатурой, содержащей РЗМ цериеной группы, алюминий, кальций .и кремний, производит предварительную очистку расплава от серы, .кислорода и азота, проявляющих десфероидизирующую тенденцию. Комплексное ноздействие элементов, входящих состав лигатуры, недостаточно обеспечивает требуемую чистоту расплава при использовании исходного чугуна ваграночной планки с низкой температурой.

Кроме того. РЗМ цериевой группы. кальций и кремний, обладая большим сродством к сере, кислороду и азоту, хотя и связывают их в неметаллические включения, однако последние, обладая большой удельной плотностью, не всегда успевают перейти в шлак и остаются в расплаве, особенно при температурах менее 1400 С. Поэтому о с целью интенсификации процесса перевода неметаллических включений в шлак, дополнительного рафиниронания расплава, предлагается проводить непосредственно перед заливкой расплава дополнительную обработку в разливочном ковше железо-кремний-магниевой лигатурой, что приводит к барботированию расплава и ускорению нсплывания неметаллических включений в шлак. Кроме того, производится дополнительное удаление серы из расплава.

B названных пределах добавки наиболее эффективно выполняют указанные действия. Величины добавок, вводимых в раздаточный и разливочные ковши, зависят от исходного содержания вредных примесей в расплаве, в частности серы. Нижние пределы 0,1% определялись, исходя из необходимости обеспечения требуемого предела десульфурации и расплавления чугуна ваг1 аночной плавки и стабилизации процесса сфероидиэации графита, верхние ограничения 0,5% установлены ввиду возможности появления отбела в тонких сечениях отливок и удорожания стоимости литья.

При заливке расплава н форму происходит растворение лигатуры и модифицирование чугуна. Наличие остаточного содержания РЭМ цериевой группы н совокупности с магнием, поступающим из лигатуры н реакцион1024508

Таблица 1

«е

Содержание серы Расход добавок, % в расплаве, вес.% В разливоч- В раздаточном ном ковше ковше

Способ

В форме

Р

2,5(жкм) 0,5 (РЗМ1

0,1 (РЭМ) 0,09

Известный

1,5(жКМ)

2,0(ЖКМ)

1, 0 (EKy) 0,02

0,5 (РЗМ)

0,1 (ОЗМ) 0,5 (ЖКМ) .

0,1 (жКМ) Предлагаемый 0,09

0,02

Та блица 2

Механические свойства

Содержа- ние серы в исход ном расплаве, .вес.%

Температура исходного расплава, С

Суммарная плошадь неметаллических включений, мм

Структура граФита

Способ

6, н/мм

100% шаро- 555 видного графита

4,0

1450

Известный 0,2

145

90% шаро- 480 видного графита

1380

1,5

0,09 ной камере, обеспечивает формирова-" ние шаровидного графита в чугуне ваграночной плавки.

Величина добавки смеси в реакционную камеру определяется исходным содержанием серы в расплаве. Нижний предел обеспечивает получение высокопрочного чугуна с исходным содержанием серы до 0,05%, верхний— до 0,1% °

Пример. Для получения сравнительных результатов применялись два состава чугуна с .содержанием се1ры в исходном расплаве 0,03% и температурой расплава 1450 С «(электроПосле ковшевой обработки производили заливку Форм, в. реакционных .камерах которых находилась желеэокремний-магниевая лигатура. Образцы для механических испытаний вырезали из клиновых проб с толщиной стенки

4 печной чугун) и 0,09% и температурой расплава 13804 C (ваграночный чугун) .

Обработку расплава вели известным способом, включающим ввод . РЗМ-содержащей лигатуры с криолитом в ковше и последующую сфероидиэирующую об. работку железо-кремний-магниевой лигатурой в форме и по предлагаемому способу тройной обработки расплава.

Причем величина добавок при низком

10 содержании серы 0,03% и температуре расплава 1450 С находилась на нижних пределах, а при концентрации серы до 0 09% 1. температуре расплава 1380 С вЂ” на верхних преде-.

f5 лах, что показано в табл. 1.

З5 30 мм. Помимо этого, по изломам ударных образцов 10 ° 10 55 мм определяли степень загрязненности металла неметаллическими включениями.

Результаты испытаний представлены в табл. 2.

1024508

Продолжение табл. 2

Структура графита

Температура исходного расплава, С

Механические свойства

Способ Â н/нм

100% шаро- 562 видного графита .

1450

Предлагаемый 0,02

1380

0,09

95% шаро- 530 видного графита

5,0

Суммарную плошадь неметаллических включений определяли по 5 образцам на ударную вяэкость.

Ф

t ше эагряэнен неметаллическимн вклю- чениями по сравнению с чугуном, полученным по известному способу.

Экономическая эффективность от применения предлагаемого способа получения высокопрочного чугуна и перевода отливки "рукав полуоси" с серого чугуна на высокопрочный прэволит сэко-. номить 1,5 тыс. т металла, что сосэтавит 170 тыс. руб. в год.

Составитель р.Кондратьев

Редактор О.Половка Техре>. Ж.Кастелевич Корректорp.Ти1ор

Заказ 4338/25 Тираж 568 Подписное

BHHPIlM Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, F-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Па"åíò", r. Ужгород, Ул. Проектная, 4

Содержание серы в исход ном расплаве,. вес.В

Ф

Как видно иэ табл. 2, применение изобретения поэволяет получать структуру шаровидного графита при концентрации серы до 0,093. Свойства чугунов соответствовалц. марке ВЧ50-2.

В то же время чугун, полученный по предлагаемому способу, имел значительно более высокие пластические свойства при несколько больших прочностных свойствах и существенно мень35

Суммарная площадь неметаллических включений, мм