Лигатура

 

ЛИГАТУТА, содержащая кальций , железо, алюминий, магний, углерод, редкоземельные металлы и кремний, отличающаяся тем, что, с целью повышения плотности чугуна, улучшения его обрабатываемости и снижения склонности чугуна к отбелу, она дополнительно содержит титан и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кальций6-20 Железо20-40 Алюминий0,5-5,0 Магний0,1-4,0 Углерод0,01-0,1 Редкоземельные 0,1-4,0 металлы 0,5-10 Титан 0,2-2,0 Барий Остальное Кремний

C0}03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБ ЛИК

09) (11) З(51) С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

Н ОТН РИТИ (21) 3615017/22-02 (22) l2.05.83 (46) 30.12.84. Бюл. ))- 48 (72) Л.В.Слепова, В.П.Зайко, Б.И.Байрамов, М.А.Рысс, В.Е.Бушмин, Ю.Ю.Головач, Б.А.Шушлебин,.

А.С.Смагулов и В.П.Карпов (71) Научно-исследовательский институт санитарной техники (53) 669.13-198(088.8) (56) 1. Ферросплавы. ГОСТ 1415-78.

2. Авторское свидетельство СССР

В 464645, кл. С 22 С 35/00, 1975. Ъ (54)(57) ЛИГАТУРА, содержащая кальций, железо, алюминий, магний, углерод, редкоземельные металлы и кремний, отличающаяся тем, что, с целью повышения плотности чугуна, улучшения его обрабатываемости и снижения склонности чугуна к отбелу, она дополнительно содержит титан и барий при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Кальций 6-20

Железо 20-40

Алюминий 0,5-5,0

Магний 0,1-4,0

Углерод 0,01-0,1

Редкоземельные металлы 0,1-4,0

Титан О, 5-10

Барий 0,2-2,0

Кремний Остальное

11319

6-9,5

2-15

2-15

1,5-6

3,12

0,15-0,45

Остальное

Недостатки такой лигатуры заключаются в наличии отбела поверхностных слоев изделий (канализационных труб, изложниц и т.д.), низкой плотности чугуна и неудовлетворительной обрабатываемости изделий (например, из- 35 ложниц).

Цель изобретения — повышение плотности чугуна, улучшение его обрабатываемости при одновременном снижении склонности чугуна к отбелу. 40

Указанная цель достигается тем, что лигатура, содержащая кальций, железо, алюминий, магний, углерод, РЗМ и кремний, дополнительно содержит титан и барий при следующем соотноше-45 нии компонентов, мас.7.:

Кальций 6-20

Железо 20-40

Алюминий 0,5-5,0

Магний 0,1-4,0 50

Углерод 0,01-0,1

РЗМ 0,1-4,0

Титан О, 5-10

Барий 0,2-2,0

Кремний Остальное 55

Сущность изобретения заключается в том что дополнительно вводимые в состав лигатуры ингредиенты (титан

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к лигатурам для модифицировання чугуна.

Для модифицирования литейного чугуна, предназначенного для отливки изделий с большой поверхностной площадью (например чугунных ванн, канализационных труб, изложниц и т.д.) применяют ферросилиций марок ФС25, ФС45 (1 . !

О

Недостатки применяемых ферросплавов заключаются в том, что при их использовании в чугунных отливках (канализационные трубы, изложницы и т.д.) наблюдается поверхностный 15 отбел, низкая плотность чугуна и неудовлетворительная обрабатываемость, Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достига- 20 емому результату является лигатура (2), содержащая, мас.Х:

Кальций

Железо.

Кремний 25

РЗМ

Магний

Углерод

Алюм иний

17 2

0,5-10 мас.Ж и барий 0,2-2 мас.X) оказывают графитиэирующее действие на углерод чугуна с образованием карбидов титана и карбидов бария. Титан также образует с азотом нитрид титана (p = 5,43 кг/мз), с кислородом оксиды титана Т1 01 (p= 4,6 кг/м ) и Т40 (P = 4,2-4,3 кг/м ) . Кроме того с кислородом, водородом, азотом

1 и углеродом титан образует растворы типа внедрения. Барий образует с кислородом окись бария (P =5,98 кг/м ), а в твердом состоянии связывает водород.

Указанные неметаллические включения имеют параметры кристаллической решетки, близкие к параметрам решетки гвафита, позтомч могчт являться допол-, нительными центрами кристаллизации графитных включений вызывая их измельчение, что приводит к снижению отбеленности поверхностных слоев отливок.

Взаимодействуя с газами, находящимися в свободном состоянии в жид ком расплаве чугуна, неметаллические включения, плотность. которых колеблется от 4,2 до 5,98 кг/м, т.е. меньше плотности расплава, всплывают, тем самым снижая газосодержание и повышая плотность чугуна. Всплытие неметаллических включений обеспечивается также барботажем ванны расплава в ковше, вызванным парами окиси, магния.

Обрабатываемость чугуна в значительной мере зависит от его структуры, конкретнее от степени графитизации. Введение в состав предлагаемой лигатуры титана и бария способствует графитизации углерода чугуна с одной стороны и увеличению ферритной составляющей с другой.

Это приводит к снижению твердости металлической основ и улучшению обрабатываемости чугуна.

Выбор предельных значений вводимых в состав предлагаемой лигатуры ингредиентов обусловлен следующим. Ниже нижнего уровня титан и барий (0,5 мас.7 и 0,2 мас.Ж соответственно) не проявляют должного графитизирующего действия в расплаве на углерод чугуна, т.е. не могут способствовать устранению отбела. При увеличении содержания титана в предлагаемой лигатуре более 10 мас.X появляются карбиды титана в металлической осно1131917

3 ве чугуна, что приводит к ухудшению обрабатываемости. Введение в состав предлагаемой лигатуры бария больше

2 мас.Ж является экономически нецелесообразным, так как.стоимость

1 мас.Ж бария в лигатуре составляет

102 руб.

Предлагаемый состав лигатуры получают сплавлением ферросплавов или восстановительной плавкой в электропечи. Титан и барий в количестве 0,5-10 и 0,2-2 мас.й соответственно задают в расплав в виде металлов или ферросплавов. Потери на угар незначительны (до 1X) . Полученную лигатуру измельчают на шековой дробилке до фракции 5-50 мм.

Предлагаемую лигатуру вводят в жидкий чугун в количестве 0,06-0,17 от веса металла. Лигатура постепенно усваивается чугуном и ее компоненты равномерно распределяются в объеме жидкого металла.

П р н м е р. Испытания предлагаемого состава лигатуры производят при отливке канализационных труб и изложниц. Исследуют влияние предла5 гаемого состава лигатуры на устра,няемость отбела, плотность (газосо" держание чугуна) и обрабатываемость изделий.

Химические составы известной и предлагаемой лигатур представлены в, табл. 1; свойства чугуна, полученного при использовании лигатур, представлены в табл. 2.

По данным табл. 1 н 2 следует, что предлагаемый состав лигатуры устраняет отбел, повышает плотность за, счет снижения газосодер1кания чугуна и улучшает обрабатываемость изделий.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого состава лигатуры составляет 10 тыс.руб. в год.

f 131917 о о х х

Е» 1

v u о о

Э QJ о о х х

A А

В 1

v v

o o

»» CV л л

o o ц л (4 CV

- о л

1Г\ о

Ф л о о ь л

С4 о л

С 4

o o л

-Ф о о

В

О

О о л о

1Г о л о

o o л л

o o л Ю о о х

Э х о

И

X о

o o л л

О л

С 4

o o

Г 1

I

I

I

Э х х (б

Ф

Р

t( о о о о л л

1Г\ if% Г1 н л

o o л

Е» о о о о

С4 СЧ

o o б .Ф с

I

I сч с

3 а а3

Се х

Э

X.

t5

Ц

tf а

И

g .6. о о а

D3

aj

v о и

I

I

1

I Ф

I

1- -4

I

I I

I Э

1 са 1

1

1

I

I E

1 !

I O1

Х

1 Р

1 — -1

1

1

1

I

1 — — 4

1 сЦ

1

1

1

1 !

1 I

1 Э 1

1 и

1

1 .4 о о а о о а

N N

1131917

cv o л о

О л а В

Ф ° » Ф 1 л о о о

1

I

C) <. Ь

» со

О

00 о о л л о о

С" ) о

Ф о

О1 а о

Ю. о о л о о

00 л о

» о

v о

Щ

С»

00 0 л » о о

Ch Oo

A Ю о о

М Ю aC)

v lo )»

OcCI V ж а.о

f Ю 3 и 1

1

О О О О О О о л о ао о 3 (" В С»а СЧ C»a CV С 1 ! ай ф е дО)) 3 л О 4 ъ О О В CO Co OO Oi O т- »- »- C4

) о an I а е ) »- ) о о

Ф )

C4 Cn < an! I

1 . Я

1 Ф

1 О

1 ВФ л аСа

f» о

g Ф Ъ

3 о

Д )»

3 и 5

Е»

Ф р ь

e v в )»

° )Въ

v о

l l»

° Э Ф

) ь

Р) Ф

l i

v . v

l» l» ь

v .v

l & о о

I

1

1

):

g. 1

l 1 о