Модифицирующая смесь

 

1. МОДИФИЦИРУНЙЦАЯ СМЕСЬ, содержащая гранулированный магний, о тличающаяся тем, что, с целью стабилизации структуры в отливках , устранения отбела и увеличения предела прочности чугуна, она дополнительно содержит ферросйликокальций и связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%: Гранулированный магний 5-10 Ферросйликокальций 87-93 Связующее2-3 2. Смесь по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве связующего используют жидкое стекло. сл с

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) зсмк С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ И30БРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3564786/22-02 (22) 15,.03.83 (45) 23.05.84. Бюл. Ф 19 (72) А.А.Жуков, M.Ï.Øåáàòèíoâ, Н.И.Бех, Л.А.Алабин и В.А.Макаренков (71) Ордена Трудового Красного Знамени научно †исследовательск институт технологии автомобильной промьппленности (53) 669.13-198(088.8) (56) 1. Жуков А.А. и др. ПроизводстВо отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. M., НИИмаш, 1980, с. 10-12.

2. Авторское свидетельство СССР

9 699019, кл. С 21 С 1/10, 1979. (54) (57) 1. МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ, содержащая гранулированный магний, о тличающаяся тем, что, с целью стабилизации структуры в отливках, устранения отбела и увеличения предела прочности чугуна, она дополнительно содержит ферросиликокальций и связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Гранулированный магний 5-10

Ферросиликокальций . 87-93

Связующее 2-3

2. Смесь по п. 1; о.т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве связующего используют жидкое стекло.

1093722

Изобретение относится к металлургии, в частно ти к разработке составов модифицирующих смесей для отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, получаемых внутриформенным модифицированием.

Известно использование в качестве модификатора при внутриформенном модифицировании никель-магниевой лигатуры (1 следующего состава, 10 вес.7:

Никель 80-90

Магний 10-20 Однако указанная лигатура имеет высокую стоимость из-за дефицитнос- 15 ти никеля и, кроме того, высокую температуру плавления, что снижает степень усвоения легирующих элементов в расплаве чугуна.

Наиболее близкой к предлагаемой 20 по технической сущности и достигаемому результату является модифицирующая смесь (2 ), содержащая,- вес.Ж:

Гранулированный магний 50-80

Порошкообразный криолит 20-50

Однако известная смесь имеет значительный пироэффект из-за большого содержания магния в смеси, неравном "ную структуру в отливках, получаемых при ее использовании и отбел. З0

Целью изобретения является стабилизация структуры в отливках, устранение отбела и увеличение предела прочности чугуна.

Указанная цель достигается тем, что модифицирующая смесь, содержащая гранулированный магний, дополнительно содержит ферросиликакальций и связующее при следующем соотношении компонентов, мас.Ж: 0 40

Гранулированный магний 5-10

Ферросиликокальций 87-93

Связующее 2-3

При этом в качестве связующего используют жидкое стекло. 45

: Ферросиликокальций марки СК10 имеет следующий состав, вес.7: кремний 15; кальций 10; железо — остальное. Его применяют для получения смеси в виде гранул 2-5 мм, 50

Введение в состав модифицирующей смеси ферросиликокальция обусловлено тем, что он менее бурно реагирует с жидким чугуном. Кроме того, он содержит значительно меньше кальция, у чем известные лигатуры, содержащие

его более 107, но инокулирующее (позднее) модифицирование с помощью упомянутого ферросиликокальция оказывается тем не менее вполне достаточным, чтобы не имел место отбел отливок, При этом его усвояемость очень высока. Присадка кальция обеспечивает обессернвание чугуна (образование

CaS2) и, кроме этого, способствует в определенной степени нейтрализации деглобуляризирующих элементов за счет связывания их в тугоплавкие соединения. Одновременно кальций, входящий в состав ферросиликокальция, способствует образованию мелкодисперсных нитридов, влияя тем самым на кристаллизацию расплава и способствуя формированию мелкозернистой структуры. Такое влияние кальция на расплав приводит к минимальному расходу магнгч и максимальному его усвоению, что обеспечивает однородную структуру металлической основы н максимальную сфероидизацию включений графита.

Содержание ферросиликокальция в смеси меньше нижнего предела способствует кристаллизации расплава с отбелом вследствие образования карбидов, укрупнению включений графита и формированию их в пластинчатой форме.

Содержание ферросиликокальция в смеси выше верхнего предела нецелесообразно, поскольку ухудшается стабильность и технологичность из-за появления большого количества шлака.

Содержание гранулированного магния в смеси ниже нижнего предела ведет к нарушению условий кристаллизации чугуна, в результате чего существенно уменьшается степень сфероидизации, увеличивается количество включений графита пластинчатой формы, а следовательно, снижаются прочност;

ые показатели чугуна. Кроме того, в структуре появляются структурно- -:. свободные карбиды. Содержание магния выше верхнего предела ведет к пироэффекту и отбелу в тонких сечениях отливок, понижению степени сфероидизации включений графита и ухудшению обрабатываемости отливок.

Целесообразность ввода связующегожидкого стекла — в модифицирующую смесь обусловлена влиянием его на процесс модифицирования, а именно необходимостью равномерного распределения гранул магния в смеси.

Как известно, при засыпке модификатора ввиде механической смеси, содержащей гранулированный магний, в особенности порошкообразный, в реакционную камеру литейной формы при

1093722 мах-шаблонах, имеющих объем и конфигурацию реакционных камер. При содержанииа2Ж жидкогб стекла смесь не обладает текучестью, а при содержании жидкого стекла )ЗХ удлиняется процесс последующего твердения при продувке углекислым газом. Полученные брикеты вставляют в реакционные камеры и осуществляют заливку литейных форм. Для изготовления брикетов применяют модифицирующие смеси, состав которых указан в табл. 1.

Таблица 1

Состав смеси

Содержание ингредиентов в смеси, мас.X

0,30

0,1-0,95

0,8

Ферросиликокальций

1,0

1,2

Жидкое стекло

0,8

1,0

Ферросиликокальций

1,2

Жидкое стекло

0,8

87

Ферросиликокальций

1,0

1,2

Жидкое стекло

0,8

0,1 — 0,3

0,08-0,2

0,05-0,15

1,0

Ферросиликокальций

Жидкое стекло

1,2

0,1-0,2

0,07-0,15

0,05-0, 10

0,8

1,0

Ферросиликокальций

1,2

Жидкое стекло

0,3

0,03

0,01

0,01

Остальное

Марганец

Хром

Сера

Фосфор

Железо

3 5

2,2 инмолд-процессе или при установке специальных пакетов происходит сегрегация ингредиентов. Например, при транспортировании пакетов более мелкие фракции, магния концентрируются в верхних слоях, а более крупные— в нижних, Присадка жидкого стекла в количестве 2-3Х в предлагаемую смесь обеспе- 10 чивает равномерность смеси, ее текучесть и последующее твердение в форИзвестный Гранулированный магний 65

Порошкообразный криолит 35

ПредлагаеMba Гранулированный магний 5

Гранулированный магний 7

Гранулированный магний 10

Гранулированный магний 5

Предлагаемый Гранулированный магний 10

Брикеты для внутриформенного модифицирования чугуна имеют следующий.55 состав, вес.7:

Углерод

Кремний

Расход смеси, Глубина отбела

Е на клиньях, мм

1093722 без заметных колебаний по химическоВ форме получают отливки ступенчатой пробы весом 30 кг, имеющие ступени толщиной 3,6, 12,25 и 50 мм.

Плавку чугуна проводят в индукционной печи ИСТ-016 с кислой футеровкой.

При этом температуру жидкого чугуна доводят до 1500 С. Заливку производят при 1450-1430 С. При этом реакция в форме протекает плавно, без дымовыделения. Все ступени пробы по

1лучены без отбела, металл однородный му составу, структура однородна в пределах каждой ступени. В табл. 1 приведены также расходы смеси при модифицировании чугуна и ее влияние на отбел.

Результаты металлографических и механических испытаний плавок чугуна, получаемых при использовании конкретных составов смеси для модифицирования, приведены в табл. 2.

Таблица 2

Состав смеси

Структура чугуна

Степень сфероидизации, X

Известный

210

Перлит + цементит + феррит

92,59,5

61,7

205

64,1

198

67,2

195

61,8

205 64, 1

200

67,5

196

205

Перлит + (57 феррит

Перлит + 57. феррит

Перлит.+>5X феррит

Перлит + феррит + цементит

Перлит + феррит + цементит

61,5

65,6

199

67,8

195

229

87

53,2

5á,0

209

Перлит + феррит + цементит

51,1

229

54,0

219

209

57,5

Испытания показали, что предлагаемая смесь способствует высокой степени сфер i акциз апии включений графита и полностью устраняет отбел в тонких сечениях отливок. Это достигается при расходе модификатора в количестПредлагаемый Перлит + (57 феррит

Перлит + 5X феррит

Перлит + ) 5X феррит

Перлит + (57 феррит

Перлит + 57 феррит

Перлит + У 5Х феррит

Предла гаемый Перлит + феррит + цементит

Перлит + феррит + цементит

Перлит + феррит + цементит

t,Kãñ/ìì Твердость, 2

НВ

1093722

Составитель Н .Косторной

Техред Т.Дубинчак Корректор 0.Билак д1

Редактор Н.Егорова

Заказ 3380/23 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 ве 0,8-1,2Х от массы обрабатываемого чугуна. При этом наиболее стабильные результаты получают у чугуна с содержанием серы до 0,057. при вводе в чугун модифицирующей смеси предлагаемого состава. Наряду с этим установлено повьпвение предела прочности чугуна при его растяжении.

Внедрение изобретения обеспечива5 ет получение годового экономического эффекта в количестве 380 тыс.. руб.