Смесь для модифицирования серого чугуна

 

СМЕСЬ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СЕРОГО ЧУГУНА, содержащая барий, силикокальций, графит и ферросилиций , отличающаяся тем, что, с целью повышения длительности действия (живучеси) смеси, предотвращения отбела и .снижения токсичности и пожаровэрывоопасности при использовании для отливок слож-г ной конфигурации, она содержит барий в виде силикобария и дополнительнокарбид кремния и ферротитан при следукяцем соотношении компонентов, ма с. %: . : Графит32-38 Силикокальций 5-9 Силикобарий 6-10 Карбид кремния 35-40 Ферротитан 0,1-1,0 Ферросилиций Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 С 22 С 35 0

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Силикобарий

Карбид кремния

Ферротитан

Ферросилиций

6-10

35-40

0,1-1,0

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21 ) 3556875/28-02 (22) 28 ° 12.82 (46) 15.03.84. Бюл. 9 10 (72) Я.Е.Гольдштейн, A.Ñ.Äóáðîâèí, С.Н.Чуватина, И.С.Быстрова, Л.В.Сергеева, В.А.Гольдштейн, А.Я.Пукки и Е.М.Офицеров (71) Научно-исследовательский институт металлургии и Чебоксарский завод промышленных тракторов (53) 669.168(088.8) (56) 1. Эаявка Великобритании

9 2585253, кл. С 22 С 35/00, 1981.

2. Патент США Р 4225343, кл. С 22 С 35/00, 1980.

3. Авторское свидетельство СССР

9 908901, кл. С 22 С 35/00, 1980.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 827580, кл. С 22 С 35/00, 1972...SU„„A (54 ) (57 ) СМЕСЬ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ

СЕРОГО ЧУГУНА, содержащая барий, силикокальций, графит и ферросилиций, отличающаяся тем, что, с целью повышения длительности действия ("живучеси") смеси, предотвращения отбела и,снижения токсичности и пожаровэрывоопасности при использовании для отливок слож-. ной конфигурации, она содержит барий в виде силикобария и дополнительнокарбид кремния и ферротитан при следующем соотношении компонентов, . мас.Ъ:

Графит 32-38

Силикокальций 5-9

1079684

2-10

5-10

5-10

15-45

Остальное

Барий

Графит

Криолит

Силикокальций

Ферросилиций

30-55

5-25

10-30

Остальное

Силикокальций

Силикомишметалл

Кокс

Железо!

20

Полукокс, кокс, коксовая мелочь ,или графит

5,0-49,0

32-38

Графит

Силикокальций

5-9

6-10

35-40

0,1-1,0

Остальное

Силикобарий

Карбид кремния

Ферротитан

Ферросилиций

Техническая борная кислота

30-40

15-30

Силикокальций

Силикобарий

Графит

О ст аль ное

Изобретение относится к металлур гии, в частности к литейному произ водству, и может быть исполь зовано для модифицирования серого чугуна.

Известна смесь для модифицирова«. ния тонкостенных отливок (1) следующего состава, вес. %:

Однако высокое содержание кокса может привести к повышению содержания серы в чугуне. Кроме того, высокое содержание силикокальция делает смесь непригодной для ваграночного чугуна, для которого характерна относительно низкая температура металла при выпуске.

Известна смесь для модифицирования чугуна (21 следующего состава, вес. В:

Щелочной или щелочно-земельный вуеталл 50-90

Связующий материал 1-10,0

Недостатком этой смеси является высокое содержание щелочного или 35 щелочно-земельного металла, что затрудняет введение в жидкий металл, ввиду ее малого удельного веса и вы. сокой химической активности (высокого угара . Применение такой смеси не позволяет получить стабильные результаты модифицирования. ,,Известна также смесь для ь|оди-; фицирования серого чугуна (3): следующего состава, вес. Ъ:

Однако высокое содержание в сМеси силикокальция и силикобария затрудняет усвоение смеси жидким. чугуном при 55 ,температурах менее 1440 С ввиду высокой склонности к ошлаковыванию, что исключает возможность использования такой смеси для ваграночного чугуна и электропечного при условии накопле-60 ния его в миксере.

Наиболее близкой по составу и достигаемому эффекту к предлагаемой является смесь для модифицирования (4 следующего состаВа, вес. В: 65

Применение для повышения живучести в данной смеси металлического бария делает ее нестабильной (не обеспечивается отсутствие отбела в отливках в течение всего времени разливки)и взрывопожароопасной, так как барий, будучи высокоактивным элементом, легко окисляется. Кроме того барий является токсичным элементом.

Криолит, входящий в состав этой смеси, может разлагаться с выделением токсичного фтористого водорода.

Цель изобретения — повышение длительности действия "живучести" .смеси, предотвращение отбела и снижение токсичности и пожаровзрывоопасности при использовании для отливок из ceporo чугуна сложной конфигурации.

Цель Достигается тем, что смесь для модифицирования серого чугуна содержащая барий, силикокальций, графит и Ферросилиций, содержит барий в виде силикобария и дополнительно- карбид кремния и ферротитан при следующем соотношении компонентов, мас.Ъ:

Диссоциация карбида кремния на углерод и кремний способствует формированию активных зародышей графита в расплаве чугуна и тем самым снижению глубины отбела. Замена металлического бария силикобарием позволяет устранить взрывопожароопасность и токсичность смеси, кроме того, обеспечить стабильность результатов по отбелу от начала до конца разливки, т.е. повысить длительность модифицирующего действия ,смеси. При добавке в смесь силикоба. рия менее 6,03 существенно снижается длительность действия "живучесть" модификатора, а при введении силикобария более 10% появляется взрывопожароопасность при использовании смеси. Добавка титана в виде ферротитана или других титансодержащих соединений устраняет отбе; ливающее влияние постоянной примеси чугуна - азота, тем самым также снижает склонность к отбелу и

1079684

2,44-2,52

0,70-0,72

Кремний

Марганец

Таблица 1

Состав смеси, мас. В

Силико- Силико- Ферро- Карбид кальций барий силиций кремния

Смесь!

Ферротитан

Барий Графит Криолит

Известная

7,5

8,0 8,0

46,5

30,0

Предлагаемая

5 21,9 35 0 0,1

32„0

35,0 - 7 8 12,5 37 0 0,5

9 10 2,0 40,0 1,0

38,0 позволяет шире испольэовать в шихте для производства отливок из чугу на вторичного сырья.

Введение в смесь ферротитана более 1,0В сопровождается изменением характера его влияния — вместо гра» фитообразующего он становится карбидостабилизирующим элементом. При введении ферротитана менее 0,1%-его графитизирующая способность не проявляется, При содержании силикокальция менее 5,0Ъ существенно снижается десульфурирующая и графитизирующая способность смеси, а в случае содержания силикокальция более 9,0% появляется склонность к ошлакованию смеси во время модифицирования и тем самым снижается эффективность ее влияния.

Выбранные соотношения содержания графита к карбиду кремния в первую очередь определяются получением удовлетворительной текучести смеси при введении ее через воронку в жидкий чугун. Установлено, что это отношение должно быть близким к единице. Нижние пределы по содержанию графита 32% и карбида кремния 35% обеспечивают высокую текучесть и модифицирующую способность смеси при относительно невысоком ее расходе (0,15-0,2% к массе жидкого металла).

Содержание графита более 38% и карбида кремния более 40% может привес ти к неравномерному распределению графита в чугуне. Изготовление предлагаемой смеси предусматривает проведение нескольких операций: дробление металлических составляющих - силикобария, силикокальция и ферросилиция. отсев фракций 0,2-3,2 мм, карбид кремния берется готовый марки 53С по

ОСТ 2МТ 74-8-78 с зернистостью 80-Н, в качестве графита используются графитированные возвраты, применяемые . электродной промыаленности с размером фракций 1-2 мм, Смешение составляющих производится в барабане н .со-. ответствии с их долей в смеси.

5 Павки чугуна проведены в электропечи с обработкой в ковше известной и предлагаемой смесями.

Химический состав исходного чугуна следующий, вес.В

10 Углерод 3,38-3,42

15 Сера 0,062-0,065

Фосфор 0,074-0,076

Составы известной и предлагаеэаух смесей, использованных при проведении плавок, приведены в табл. 1.;:

2р Результаты испытаний на "живучестЬ" и глубину отбела приведены в табл. 2.

Механические свойства чугуна приведены в табл. 3.

Технико-экономическая эффектив-.. ность применения предлагаемой смеси по сравнению с базовЫМ модификатором ФС75, применяемым на заводе для производства отливок из серого !

ЗО чугуна определяется снижением убытков от брака rio отбелу. При опробовании предлагаемой смеси отбраковка отливок по отбелу составляет 0,75%, в то время как при использовании

35 ФС 75-8%. Снижение убь|тков от брака дает экономию за счет повышения выхода годного 14,2 руб. на тонну отливок.

За счет снижения глубины отбела экономия расхода инструмента составляет 1,2 руб/т.

Общий экономический эффект

15,4 руб/т.

1079684

Таблица 2

Ф «ф «/4В»

Глубина отбела, мм/время отбора проб, мин

Смесь

15 20 25

Известная

9,0

15

12

8,0 с

3,0

3,0

2,5

3,0

2,5

2,5

2,5

2,5

Таблица 3

Смесь

Твердость

НВ

Беэ модифицирования

438

Известная

395

2,6

168

180

452

3,1

183

207

217

482

3,2

185

2,5

3,2

485

189

207

Составитель О.Веретенников

Редактор T.Âåñåëîâà ТЕхред, С,Легеэа Корректор Л.Пилипенко

Заказ 1262/26 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Предлагаемая

Предел прочности на изгиб, МПа

Стрела прогиба, мм

Предел прочности на разрыв, МПа

1 l

Глубина отбела,, мм