Способ модифицирования высокопрочного чугуна

 

1. СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА, включающий обработку магнийсодержащей присадкой жидкого чугуна в открытой емкости, отличаюцийс я тем, что, с целью сокращения пылегазовыделений при обработке, устранения пироэффекта , снижения расхода присадки и повышения качества металла, обработку ведут под слоем защитного газа с плотностью) прев1шаюшей плотность воздуха более, чем в 3 раза. 2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве защитного газа используют шестифтористую серу.

ае а) 3@п С 21 С 1/)О

В

1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтпоснаму СанаатввСтвм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Ю МЮЮПМИО ПФ (21) 3492630/22-02 (22) 23.07 .82 (46) 23.12.83. Бюл. 9 47 (72) С.Н. Леках, Л.Е, Ровин, И.Р. Иухина и А.А. Лебедев (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт

{53) 669 ° 15.198(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 558942, кл. С 21 С 1/10, 1975.

2. Справочник по чугунному литью.

Под ред. Гиршовича Н.Г. Машиностроение, 1978, с. 248, схема Р . (54) (57) 1, СПОСОБ ИОДИФИЦИРОВАНИЯ

ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА, включающий

- обработку магнийсодержащей присадкой жидкого чугуна в открытой емкости, отличающийся тем, что, с целью сокращения пылегазовыделений при обработке, устранения пироэффекта, снижения.расхода присадки и повыйения качества металла, обработку ведут под слоем защитного газа с плотностью, превъыающей плотность воздуха более, чем в 3 раза.

2, Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве защитного газа используют шестифтористую серу.

1062270 Защитный газ может вводиться в ковш (либо печь) до обработки или совместно с магнийсодержащей присадкой. .!омимо указанной плотности защитный гаэ должен иметь значитель ную химическую инертность, т.е. не разлагаться и не взаимодействовать с воздухом при нагревании до температур порядка 800ОC. Защитный газ также должен быть не токсичным. Этим требованиям в полной мере удовлетворяет шестифтористая сера. Плотность шестифтористой серы превышает плотность воздуха в 5 раз, этот газ не взаимодействует с кислородом воздуха и не разлагается до темпе,ратуры 800оС, не токсичен.

Пример. Для получения ВЧШГ состава, Ъ: С 3,4-3,6; Si 2,0-2,7;

Мп 0,1-0,3 и S 0,,03-0,05 плавка велась в индукционной печи ЛП3-67.

Модифицирование осуществляли в ковше лигатурой типа ЖКМК6 (7% Mg) известным способом (сэндвич ) и предлагаемым. По предлагаемому способу перед заполнением ковша расплавом загружали в него лигатуру и вводили защитный гаэ (шестифтористую серу).

При обработке известным способом наблюдались пироэффект и буланое пылегазовыделение. Минимальный расход лигатуры для получения ВЧШГ составил

2.7%. В отливках наблюдались немеИэобретегие относится к металлург гии, конкретнее к технологии производства отливок иэ высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ), и может быть использовано при масcosoM производстве ответственных отливок в автотракторостроении и других областях машиностроения.

Известен способ модифицирования

ВЧШГ, включающий ковшевую обработку расплава магнием. Обработка расплава магнием позволяет изменить пластинчатую форму графита на шаровидную и тем самым существенно повысить механические свойства.сплавов Г1).

Однако этому способу присуще ниэ- 5 кое усвоение магния (20 — 40%) . При этом процесс: сопровождается бурными пылегазовыми выбросами в атмосферу цеха и мощным пироэффектом. Низкое усвоение магния приводит к перерас- 20. ходу добавок, что усложняет и удорожает процесс, делает его нестабильным. продукты окисления магния, попадая в отливку, снижают качество металла, образуя так называемые .чер- 25 ные пятна в изломах отливок.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ модифицирования ВЧШГ (так называемый 30 сэндвич-процесс ), который включает обработку жидкого чугуна в открытом ковше магнийсодержащей присадкой пригруженной стальными отходами (.2 ).

ОднаКо при этом в процессе обработки наблюдаются пироэффект и пылегазовые выбросы. Для получения требуемого остаточного содержания магния (0,05-0,06%) расход лигатуры, содержащей 6-7% магния, составляет 2,5-3,0% от массы расплава, т.е. имеет место низкое усвоение магния (в пределах 30-40%) .Существенные теплопотери при обработке (80-120ОС) усложняют технологию. 45

Образующийся в результате горения магния на поверхности ковша шлак необходимо скачивать. При этом вследствие загрязненности сплава окислами магния и нестабильнбсти остаточ- 50 ного содержания сфероидизатора ухудшается качество металла в отливках.

Цель изобретения - сокращение пылегазовыделений при обработке, устранение пироэффекта, снижение 55 расхода присадки и повышение качества металла. указанная цель. достигается тем, что согласно способу модифицирования .высокопрочного,чугуна,.включающему ;60 обработку магнийсодержащей присадкой жидкого чугуна в открытой емкости, <.обработку ведут под слоем защитного газа с плотностью, превышающей плот- ность воздуха более,-чем в 3 раза.

При этом в качестве эащитного газа используют шестифтористую серу, Применение тяжелого защитного газа с плотностью, превыаающей плотность воздуха более, чем в 3 раза, позволяет полностью изолировать открытую поверхность металла в ковше (либо в печи) от доступа кислорода воздуха. Соотношение плотностей защитного газа и воздуха более 3 определяется необходимостью исключения конвективного выноса защитного газа с поверхности расплава под его тепловым воздействием. Известно,что плотность газов при нагревании снижается. В приближении идеального газа

1 t 0 f+ 9 4 где р - плотность газа, нагретого до t С; плотность газа при ООС; р - коэффициент, равный 1/273.

Вследствие низкой теплопроводности. нагрев слоев газа, прилегающих непосредственно к поверхности расплава с температурой до 1400 С, не превышает 600-700ОС. Следовательно, трехкратного превышения ппотности защитного газа по сравнению с воздухом вполне достаточно для исключения конвективного выноса его и защиты поверхности расплава от кислорода воздуха.

1062270

Составитель К. Сорокин

Редактор Г. Везвершенко Техред М,Кузьма Корректор Л. Патай

Заказ 10160/28 Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

1 таллические включения, что вызывало существенные колебания ударной вязкость (1,5 — 5,0 кгм/см2) и относительного удлинения (1,5 — 4%) ВЧШГ.

По предлагаемому способу процесс осуществлялся без пироэффекта с минимальным количеством пылегазовых выбросов. Расход лигатуры сократился до 2,0%. Свойства ВЧШГ повысились н стабилизировались (ударная вязкости 4 - 6 кгм/см >, относительное удлинение 4 - 6%) . За счет применения защитного rasa существенно упростилась технология обработки.

Предлагаемый способ может найти широкое применение,при производстве

ВЧШГ в литейных цехах. По сравнению с известным предлагаемый способ обес печивает только за счет сокращения расхода лигатуры снижение себестоимости литья на 4-7 руб/т жидкого чугуна.