Модифицирующая смесь

 

МОДИФИЦИРУКЩАЯ СМЕСЬ для получения высокопрочного чугуна, содержащая магний, силикокальций и силикомишметалл, отличающаяся тем, что, с целью повышения пластических свойств чугуна и снижения его. себестоимости, она дополнительно содержит чугунную стружку и плавиковый шпат при следуняцем соотношении компонентов, мас.%: 4-12 Нагний 10-20 Силикок альций 6-30 Силикомишметалл 2-6 Плавиковый шпат Остальное Чугунная стружка

ае оо зцрС22С3 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ХОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АЗ ГОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

», (21) 3600842/22-02 (22) 06 ° 06.83 (46) 23.11.84. Бюл. 9 43 (72) В.Г.Иванченко, Г.Н.Штыка, М.В.Волощенко, И.Т.Шах, А.В.Бородин и И.Г.Осинский (71) Институт проблем литья АН Украинской ССР (53) &21.46..669(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

 441391, кл. С 22 С 35/00, .1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 471386, кл. С 22 С 35/00, 1975.

З..Авторское свидетельство СССР

В 533666, кл. С 22 С 35/00, 1976, 4.. Авторское свидетельство СССР

В 559990, кл. С 22 С 35/00, 1977.

5. Авторское свидетельство СССР

В 274784, кл. С 22 С 35/00, 1971.

6. Авторское свидетельство СССР

В 855046, кл. С 22 С 35/00, 1981. (54) (57) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ для получения высокопрочного чугуна, содержащая магний, силикокальций и силикомишметалл, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью повышения пластических свойств чугуна и снижения его. себестоимости, она дополнительно содержит чугунную стружку и плавиковый шпат прн следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

Магний 4-12

Силикокальций 10-20

Силикомишметалл 6-30

Плавиковый шпат 2-6

Чугунная стружка. Остальное

1125276

Изобретение относится к литейному, производству, конкретнее к модификаторам, и может быть использовано для модифицирования чугуна.

Известны лигатуры, применяющиеся для .получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧ), которые содержат в своем составе магний, кальций, редкоземельные металлы (РЗМ), железо, кремний, марганец, медь, 1О никель и другие элементм (1) — (4).

Такие модификаторы относятся к

"тяжелым" лигатурам, так как их удельный вес больше удельного веса чугуна. I5

К основному недостатку этих лигатур можно отнести непостоянство их химического состава, вызванное расслоением 1 компонентов лигатуры при их производстве, а именно железа, 20 марганца, ванадияр углерода и кальция, магния, никеля. Это, в свою очередью приводит к колебаниям химического состава ВЧ, его структуры и механических свойств в отливках, 25 что недопустимо при серийном и массовом их производстве.

Известен модификатор, содержащий магний, кальций, РЗМ, коемний и железо (5) .

Этот "легкий" мопификатор имеет в своем составе более 507 кремния, который, переходя в чугун при моди- . фицировании, понижает пластические свойства, делая ВЧ эаэвтектического состава. Поэтому для обработки чу35 гуна "легкими" лигатурами необходимо понижать содержание кремния в исходном расплаве, а такая операция невозможна в цехах, производящих

40 литье как из серого, так и из высокопрочного чугунов вагранной плавки или требует дополнительных затрат на замену плавильных агрегатов, реконструкцию цехов по разделению соб45 ственного литейного возврата и т.д.

Наиболее близкой по технической сущности и получаемому результату к предлагаемому модификатору является модифицирующая смесь (6), содержащая. мас.7:

Магний 4-1 2

Силикокальций 16-20

Силикомишметалл 6-9

Графит 3-15

Карналлит 5-10 55

Ферросилиций Остальное

В связи с тем, что наполнителем (основной) модицифирующей смеси является ферросилиций, который для получения смеси необходимо дробить, стоимость смеси повьппается, что, в свою очередь, сказывается на себестоимости получения ВЧ.

С другой стороны, наличие ферросилиция способствует повышению содержания кремния в ВЧ, который в количестве более 3,3% уменьшает пластические свойства чугуна, ВЧ становится хрупким.

Графит в составе смеси ускоряет процесс взаимодействия чугуна с модификатором за счет повышения теплопроводности последнего, что вызывает . несоответствие времени заполнения ковша с временем реагирования чугуна со смесью. Это несоответствие в свою очередь вызывает ухудшение качества литья по форме графита.

Целью изобретения является снижение себестоимости и повышение пластических свойств чугуНа.

Поставленная цель достигается тем, что модифицирующая смесь для получения высокопрочного чугуна, содержащая магний, силикокальций и силикомишметалл, дополнительно содержит чугунную стружку и плавиковый шпат при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Магний 4-12

Силикокальций 10-20

Силикомишметалл 6-30

Плавиковый шпат 2-6

Чугунная стружка Остальное

Замена ферросилиция чугунной стружкой позволяет снизить себестоимость модифицирующей смеси за счет устранения операции по дроблению ферросилиция, а также увеличить пластичность ВЧ в связи с тем, что в чугун вводится меньше кремния.

Содержание в смеси плавикового шпата объясняется наличием в ее составе чугунной стружки. Плавиковый шпат компенсирует увеличение объемной концентрации магния при замене ферросилиция на чугунную стружку, так как удельный насыпной вес чугунной стружки выше удельного насыпного веса ферросилиция, что позволяет стабилизировать процесс модифицирования чугуна.

Нижний предел содержания плавикового шпата соответствует максимальному пределу силикокальция или силикомишметалла, а верхний его уровень минимальному содержанию силикокальция и силикомишметалла.

Графит

Силико- Чугунная Плавиковый мишме- стружка шпат талл

Канал- Ферролит силиций

Иагний Силикокальций

Предлагаемая смесь

Остальное 1

20

20 30

25 36

Известная смесь

10 Остальное

3 11252

При содержании плавикового шпата меньше .указанного предела процесс модифицирования становится быстротечным, так как объемная концентрация магния в смеси увеличивается, а при содержании его выше указанного предела в смеси происходит неполное срабатывание модифицирующей смеси, а затем при достижении равенства скоростей теплоприхода от жидкого металла и 1п тепловыделения смеси за счет окисления магния происходит бурная реакция взаимодействия смеси с чугуном. Степень усвоения магния при этом низкая.

Более высокое содержание силикомишметалла в смеси по сравнению с известной необходимо для подавления деглобуляризаторов, повышенное содержание которых имеет место в чугунах вагранкой плавки. При содержании силикомишметалла более .307 форма графита в структуре чугуна ухудшается.

Для определения оптимального состава предлагаемой смеси исследованы структуры, химсостав и механические свойства ВЧ по сравнению с известной смесью.

Чугун выплавлялся в шеститонной вагранке, химсостав которого .был

76 4 следующим, Ж: С 3,36; 5j 2,46; Мп

0,6; 9 0,1; P 0,1. Температура выпуска составляла 1380+20 С.

Механическая смесь фракцией не более 5 мм иэготовлялась простым перемешиванием ее компонентов. Расход предлагаемой и известной смесей составлял 27 от веса жидкого чугуна.

Иодифицирование чугуна проводили в ковше.

ВЧ разливали по формам с приливными пробами с толщиной стенки равной 60 мч, из них вырезали образцы для химического, структурного анализов, а также для механических испытаний.

Компонентный состав модифицирующих смесей приведен в табл. 1.

Содержание остальных элементов в чугуне находилось в пределах, Х:

С 3,10-3,36; Мп 0,6-0,7; б 0,010,025; P 0,08-0,1.

Химический состав, структура и механические свойства ВЧ приведены в табл. 2.

Сравнительные испытания показали, что модифицирование чугуна предлагаемым модификатором по сравнению с известным обеспечивает увеличение пластических свойств в 1,5-4 раза.

Таблица 1, 1125276

I

Ю I

Cia I

I и ф о Йвл

Ф а о

М I

Q O I

Э 1

X 1

Q 1 о о

an о

00 й! а

Е»

V 1

Р

Д Ц ф л сО

I

1 о 1

С 1 1

Ю 1 л о о

)g о

В ф

l

ы I

-! ф а I

k i

1

Н

CJ 1

О

В,:

I о И

М ф

Ig л !у»

М P I. 34 ) $ а и О а о

3v" ВЪ. м о юо ф t5

СГ сс з Ф,ф

I I1I р о о м

f 3

О 1 ° ц о о о с! в о о о е сс! о с1

° \ Ю л ° а л

Ю cvl cvi ln сч

СЧ an aCa СО an

О л сч О а m o

° ° СЧ СЧ СЧ

IC!

ail л о о о ео

» о а с

СЧ Ф 3Г! л а aci o се л со о

О с . а . О

° ° сЧ ° м о и е л сО OCa C!a Ос Л

CV СЧ Ch

Ф .Ф о ь о о о л ° I A В . »I о о о о о

Ф С } ° CQ ° о л ао в .л aI л а л

СЧ СЧ СЧ СЧ CV