Брикет для модифицирования чугуна

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) (д) 1 С 22 С 35/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСН0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3798660/22-02 (22) 21.06.84 (46) 15.04.86. Бюл. № 14 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) В.И.Литовка, В.Д.Краля, В.С.Шумихин, В.П.Кудрявцев и В.Я.Куровский (53) 669.13.198(088.8) (56) Патент Великобритании № 1058401, кл. С 22 С 35/00, 1967.

Патент США №- 3658115, кл. С 22 С 35/00, 1972.

Литейное производство, 1972, ¹ 7, с. 30. (54)(57) 1. БРИКЕТ ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА, содержащий магний, флюс и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения его растворимости, а также прочности и пластичности чугуна и устранения отбела, он дополнительно содержит сплав, содержащий редкоземельные металлы (ФСЗОРЗМ), ферросилиций (с содержанием 42-78Х кремния) и один или несколько элементов иэ группы, содержащей медь, никель, молибден, при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Магний 3-15

Флюс 1-8

Сплав, содержащий редко- . земельные металлы (ФСЗОРЗМ) 1-6

Ферросилиций (с содержанием 42-78Х кремния) 10-35

Один или несколько элементов из группы, содержащей медь, никель и молибден 20-65

Железо Остальное Е

2. Брикет по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что он содержит сплав редкоземельных металлов с со- С держанием 15-35Х редкоземельных металлов цериевой группы (75-85Х церия, g остальное лантан, празеодим, неодим).

3. Брикет по п. 1, о,т л и ч а юшийся тем, что в качестве флюса он содержит плавиковый шпат.

1224349

Изобретение относится к металлургии, в частности к изысканию составов модификаторов для получения высокопрочного чугуна.

Целью изобретения является повышение растворимости модификатора, а также прочности и пластичности чугуна и устранения отбела.

Пример. Модификаторы-брикеты готовят методом прессования компонентов, предварительно измельченных до фракций менее 2-4 мм и равномерно перемешанных; при этом металлические магний, медь, молибден, железо, являясь пластичными составляющими, при прессовании деформируются, сцепляются и образуют сплошной каркас, внутри которого находятся хрупкие составляющие (сплавы РЗМ, флюс, ферросилиций).

Уровень механической прочности брике- 2б та регулируется усилием прессования в зависимости от процентного соотношения пластичных и хрупких компонентов его состава.

Пределы содержания в брикете магния (3-15%) выбраны для обеспечения высокого усвоения его в чугуне. При содержании менее 37 магния в модификаторе, как установлено опытом, не получается графит шаровидной формы, 30 а при 15% этого элемента усвоение его в чугуне снижается из-за больших потерь на испарение.

Медь, никель и молибден, входящие в состав брикета в виде порошка или. мелких фракций (стружка, сечка, гранулы и т.д.), играют роль легирующих элементов и препятствуют образованию карбидов в структуре чугуна, а в ре зультате прессования смеси, являясь щб пластичными составляющими, наряду с магнием выполняют функции крепителя брикета, образуя в нем сплошной каркас. Нижний предел (20%) этих компонентов является тем допустимым количеством, ниже которого не достигается требуемая прочность брикета. Кроме того, при меньшем содержании в брикете каждого в отдельности или в сумме ме-, ди, никеля и (или) молибдена прочность чугуна значительно ниже, особенно в случае массивных отливок.

Верхний предел (657) меди, никеля, молибдена ограничивается необходимостью наличия в брикете определенных количеств других компонентов, в том числе ферросилиция, который способствует повышению графитизирующей способности модификатора, измельчению структуры и повышению пластичности чугуна.

Сплавы РЗМ типа ФСЗОРЗМ с содержанием 15 — 35% Р3М введены в брикет для нейтрализации известного антисфероидизирующега действия меди, увеличения количества включений графита в чугуне и повышения механических свойств последнего. При этом менее

17. сплавов РЗМ не оказывает заметного положительного эффекта, а при более 67 сплавов РЗМ возникает опасность появления карбидов в чугуне.

Флюс, например плавиковый шпат, способствует улучшению растворимости и усвоению брикета в чугуне, при содержании менее 17. флюса этот эффект не наблюдается. а при более 87. содержания его в брикете скорость растворения последнего черезмерно большая, и, кроме того, наблюдается загрязнение металла неметаллическими включениями из-за низкой вязкости шлаков. !

Железо (в виде порошка, мелкой стружки или гранул), являясь тугоплавкой составляющей, замедляет растворение и испарение магния, а также играет дополнительно роль крепителя.

Содержание в брикете железа, как и ферросилиция, зависит от количества других компонентов.

Для проверки эффективности модификатора брикета предлагаемого состава в производственных условиях провели испытания его в сравнении с брикетами известных составов.

Испытания модификаторов-брикетов проведены в одинаковых производственных условиях: чугун электропечной плавки при 1450-1470 С обрабатывали в ковше кремнийсодержащими ферросплавами (лигатура типа CMr по ТУ 14-5134-81 и ферросилиций ФС75 по ГОСТ

14 15-78); полученный расплав (состава, 7: углерод .3,6-3,8, кремний 2,52,6, марганец 0,65-0,70, хром 0,05О, 12, сера 0,01-0,02) с температурой

14004 10 С через 20-25 мин после такой предварительной обработки заливали в литейные формы, в литниковой системе которых предварительно помещали модификаторы-брикеты. Масса каждого брикета составляла 1000+25 г; количество брикетов в каждой форме определялось ее металлоемкостью из расчета рассхода модификатора-брикета 0,35+

1224

0,02 мас.X заливаемого в форму чугуна.

Длительность заливки составляла 55+5 с.

Химический состав брикетов и результаты определения глубины отбела чугуна, обработанного изученными модификаторами-брикетами, на клиновых пробах, данные по удельной растворимости (в г/с) и механические свойст- . ва чугуна после модифицирования приведены в таблице 10

Из таблицы видно, что скорость растворения брикета предлагаемого состава (ВУ 1-6 и 11-17) составляет

349 4

17-24 r/с, а модификатора-прототипа (N 9) 10 г/с. Глубина отбела клиновых проб составляет не более 2 мм для предлагаемого модификатора и 40мм для прототипа (У 9).

Использование модификатора-брикета предложенного состава позволяет исключить операцию термической обработки чугуна, повысить его (в среднем на

25X) усвоение в чугуне, получить (на

8-14Ж) большую прочности и более высокую (в 2-3 раза) пластичность чугуна в сравнении с известным.

1224349

Ф

1М ссЪ . cO б в

° Ф Ф

О СЪ СЧ б б б

О вЪ О. а О aO Ь Э О сЧ Е б аа б в в Ill . ° б

-Э ССЪ М e O о а в в б

Е. СЪ В

О в сч, О л сч сч е

О О иЪ О О an сЪ .Э

Се Л О ССЪ ъсъ ссъ а ссЪ съ вЪ

О ф

О л л л а Оа

СЧ ч б ° ° б» сч а л « л а о а

СЧ f4 б-, б СЧ е ° Cn °

О 1И О.С! О 5. Е IО Р Рв СЪ Й Fe

I I l 1 I I мЪ О

СЧ an

1 I 1 ! !

I I I I I с

l . 1 I 1 I 1 1 cV

Ю ССЪ а ССЪ о о

СЧ

8 31

& фй

8 ! I I t в в

I I I I

1 I I I 1 1 I р

t. I I 1 I I

О ФС

an an . ItO Ф 10 an » Cat СЧ

СЧ Q r Щ ф сО а

С Ъ СЧ

СЧ

° OO л л л л л л

О а Ica а О

СЧ б С Ъ РЪ СЧ

Ъ Г Ф Ъ/ Ъ/

СЧ » Cl СЧ СЧ с О ЧЭ СЪ Ю сФ сч сч Фъ an сч

»с.

° Ф О а Ф

an

СсЪ

СЧ

I I

О I I an I

СЧ О

I 1 О 1 О О

СЧ ° е»

О 1 О О

СЧ Ф

1 Ф I О с сЪ I О I

СЧ О СЧ Ф %

О an I I. O 1 О I I l

СЧ Ф СЧ ° »

I .О О

° е

O. 1

СЧ ссЪ О an Cn О О

an О Yl an О an сч an a O б» в Ф СЧ .

° ю ф» °

О

° сч cn < an сЭ л CO Оъ!

I o ю 1И

Й 3 л л л л

ИЪ Ю СЧ СЧ

an @Ъ «Ф

О О СЪ о е» е cv

» a

С Ъ

8 л

СЧ ф

-э. л

С Ъ С 4 а, а л л о о

СЧ е

l224349

° v o

Ф Ф В

° .ер ° о м е

Ф Ф Ф

Ю 3Ч 3Ч а о

4») о о

CV °

Ф % Ф

E4 hl ф Ф ь о

° - Я

Р с

hl CV

° Ф ы Ъг а а!

3 Ег

V O I о w

1 1

В г

I I

I 1

a L

I 3 а а с о о е е ь ь а ао

СЧ СЧ

60 Щ

Ф Ъ

CV Ф

I 1 о о

° СЧ о

3 ь

cv ь м 34

g ь о ю

МЪ а 34 о ь ч» 34

Е g g C3 а В

ФЭ Ф » и 3 Е

Ь Ol Ol a

1 1 3 1 ° °

C3 O

3 I 1 I 3 ю е а а

1

% !

3i O

Il .5 и1

is м и

В3

МФ

33 ф

Vr Э ч