Модифицирующая смесь для чугуна

 

Изобретение относится к металлургии , в частности к литейному производству для модифицирования чугуна . Целью изобретения является повышение степени усвоения компонентов, использование мелкодисперсных фракций компонентов, увеличение стабильности процесса модифицирования чугуна, улучшение микроструктуры и повышение прочностных свойств чугуна . Модифицирунщая смесь для чугуна содержит, мас.%: железокремниевомагниевый сплав 35,0-58,0; силикабарий 2,0-9,5; графит 4,5-7,0; ферротитан 0,2-1,0; ферроникель 5,0-20,0; плавиковый шпат 0,5-3,5; хлористый кальций 0,1-1,2; жидкое стекло 6,5- 14,0 и ферросилиций остальное. Применение моди циругощей смеси позволяет повысить степень усвоения модифицирующих элементов с 54-60 до 74-85% и улучшить прочностные свойства чугуна: увеличить предел пррчности с 348-351 до 532-547 МПа и снизить твердость (НВ) с 235-245 до 217-230. 1 табл. (Л IS3 СО « СХ) оо 00

СВОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„SU„„1294833 (51) 4 С 21 С 1/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H A 8TGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЬ1Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 3918817/22-02 (22) 01.07.85 (46) 07.03.87, Бюл. И 9 (71) Институт проблем литья АН УССР и Купянский литейный завод (72) В.Г.Горенко, О.И.Шинский, В.И.Кошелев, Н.В.Манойло и В.М.Голованов (53) 669.15-198 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 973654,.кл. С 22 С 35/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1079684, кл. С 22 С 35/00, 1982. (54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЪ ДЛЯ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к металлургии, в частности к литейному производству дпя модифицирования чугуна. Целью изобретения является повьппение степени усвоения компонентов, использование мелкодисперсных фракций компонентов, увеличение стабильности процесса модифицирования чугуна, улучшение микроструктуры и повьппение прочностных свойств чугуна. Модифицирующая смесь для чугуна содержит, мас. Х: железокремниевомагниевый сплав 35,0-58,0; силикабарий 2,0-9,5; графит 4,5-7,0; ферротитан 0,2-1,0; ферроникель 5,0-20,0; плавиковый шпат 0,5-3,5; хлористый кальций 0,1-1,2; жидкое стекло 6,514,0 и ферросилиций остальное. Применение модифицирующей смеси позволяет повысить степень усвоения модифицирующих элементов с 54-60 до 74-857. и улучшить прочностные свойства чугуна: увеличить предел прочности с

348-351 до 532-547 МПа и снизить твердость (НВ) с 235-245 до 217-230.

1 табл.

1294833 2 держания силикобария больше 9,5% наблюдается увеличение размеров гра !

Фитовых включений и это приводит к снижению прочностных свойств чугуна. . Ферротитан в смеси в количестве

0,2-1,0 обеспечивает стабильное получение шаровидной Формы графита и повышение прочностных свойств чугуна, е При содержании в смеси меньше 0,2%

Ферротитана не наблюдается его влияния на улучшение формы графитовых включений и повьппение свойств чугуна.

При повышении содержания Ферротитана я больше 1,ОХ графит в чугуне переходит из вермикулярной формы в пластинчатую, что сопровождается снижением прочностных свойств чугуна.

Ферроникель вводится в состав смеси для повышения удельной массы брикетов, увеличения степени усвоения компонентов и повьнпения прочностных свойств м таллической осноо вы чугуна. Влияние ферроникеля на

25 усвоение компонентов и новьппение прочностных свойств чугуна проявляое ется при содержании в его смеси от

5,0% и более. Если содержание Ферроникеля в смеси больше 20,0% то дальнейшего улучшения микрострукту30 ры и повышения прочностных свойств чугуна не наблюдается, Плавиковый шлат вводится в состав смеси с целью улучшения растворения брикетов и уменьшения ошлакос З5 вывания отдельных компонентов. Положительное влияние плавикового шпата

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в часп ности к модифицированию.чугуна.

Цель изобретения — повышение сте пени усвоения компонентов, использование мелкодисперсных фракций компонентов, увеличение стабильности процесса модифицирования чугуна, улучшение микроструктуры и повьппени прочностных свойств чугуна.

Испол ьз о в ани е в со ст аве сме си

Ферросилиция и жидкого стекла повво ляет получить смесь в виде брикетов

Поэтому в смеси могут использоватьс материалы в мелкодисперсном состоянии, которые получаются при дроблении комплексных модифицирующих спла вов, Ввод в состав смеси железокремниевомагниевого сплава обеспечивает модифицирование чугуна и улучшение формы графита. При содержании в сме меньше 35,0Х железокремниевомагниев го сплава не обеспечивается улучшение микроструктуры и повышение проч постных свойств чугуна, так как мал содержание модифицирующих элементов не обеспечивает получение шаровид ной формы графита во всем объеме чу гуна, При увеличении его содержания больше 58,0% не наблюдается дальнеи шего улучшения микроструктуры и по шения прочностных свойств.

Графит вводится в состав смеси целью стабилизации содержания угле рода в модифицированном чугуне и повышения модифицирующего действия смеси. При содержании в смеси графита в количествах, меньших 4,5%, наблюдается снижение содержания углерода в чугуне, уменьшается модифицирующее действие смеси, в микроструктуре появляются отдельные включения .структурносвободного цемента и мало повышаются прочностные свойства чугуна.

При увеличении содержания графита больше 7,0% ухудшается форма графитовых включений в чугуне и снижаются прочностные свойства металла. 50

Силикобарий обеспечивает повышение модифицирующего действия смеси, Если в смеси содержится меньше 2,0Х силикобария,, то не наблюдается его влияния на улучшение микроструктуры и, особенно, на улучшение формы rpal фитовых включений и повышение

"свойств. чугуна. При увеличении соначинает проявляться при его содер-! жанни в смеси больше 0„5%. При увеличении его содержания больше 3,5Х повьппается скорость растворения брикетов и снижается степень усвоения отдельных компонентов.

Хлористый кальций способствует повьппению прочностных свойств брикегов благодаря участию в химической реакции Ферросилиция с жидким стеклом. Кроме того, он повышает модифицирующее действие смеси. Положительное влияние хлористого кальция на повьппение прочностных свойств брикета начинает проявляться при его содержании в смеси в количестве, .превышающем 0,1%. При увеличении его содержания больше 1,2Х дальнейшего повышения прочностных свойств брикетов и улучшения их модифицирующего действия на обрабатываемый чугун не наблюдается, 1294833

Ко

Ферросили-: ций 15,0 12 2 25,6 19,9 24,0 24,2 30,0 23,5 17,5 11,!

Силико.кальций 6,0

8 5

CHJIHKO барий

75. 85 96 95 45 20 55 40 30 19

Карбид кре мния 38, 5

36 0

Графит . 32,5 34,5 4,4 5,5 6,5 7,0 6,0 4,5 5,0 7,1

Ферротитан

0,5 0,3 1,1 0,7 1,0 0,12 0,6 0,8 0,4 0,1

345 350 — 445 - 530 580 590

ЖКМ вЂ” 2

ЖКМК - 5 380 — 400

» »

Ферроникель

20,22 20,0 17,0 13,5 10,5 8,0 5,0 4,9

Плавиковый шпат

3,6 1,5 3,5 2,5 0,5 1,0 1,4 . 0,4

Хлористый кальций

0,08 0,4 0»5 0»1 0»3 1 ° 2 0»7 1»3

Жидкое стекло

4,9 7,5 6,5. 8,0 6,5 14,0 9,0 14,2

Степень усвоения смеси,7 54- 56- 67- 74- 76- 80- 77- 81- 82- 7256 60 70 77 78 82 79 83 85 73

Ввод в состав смеси жидкого стекла способствует образованию брикетов благодаря экэотермическим реакциям между жидким стеклом и ферросилицием.

Компоненты смеси оказываются связан- 5 ными между собой и образуют пористый брикет, который может изготавляться из мелкодисперсных компонентов. Причем мелкодисперсные модифицирующие компоненты, связанные в брикет, луч10 ше усваиваются чугуном. Необходимая прочность брикетов получается при содержании в смеси жидкого стекла

6,5 и более, При увеличении в смеси содержания жидкого стекла больше !

5 !

4»О наблюдается дополнительное эагряэнение чугуна неметаллическими включениями и снижение стабильности эффекта модифицирования.

Ферросилиций вводится в состав смеси для повышения ее модифицирующего действия и для обеспечения быстрого отверждения жидкого стекла,. Для предлагаемого состава смеси его количество в отношении к жидкому стеклу должно составлять 0,8-1,4.

Апробацию известного и предлагаемого составов модифщирующих смесей проводят в условиях литейного завода, Составы исследуемых смесей и их влияI ние на свойства чугуна приведены в . таблице.

1294833

Продолжение таблицы смеси, 2,3 2, 15 1,9 1, 85 1,9 2,0 1,95 1, 8 2,0 1,85

Свойства модифицированного чугуна

Предел прочно сти чугуна при рас-, тяжениии, МПа

348 351 428 532 534 539 536 542 547 449

Относительное удлинение, 0,6- 0,8- 3,8 4,0 4,2 4,4 4,2 4,6 5,3 4,0

0,9 1,05

Твердость

НВ, кгс/мм

240- 222

245

217 232 222 227 225 230 235

235240

Есть Есть Нет Нет Нет Нет Нет Нет Нет Есть

Наличие отструк-... турносвободного ототдельдель- дельные ные ные вклю- включения чения включения цементита в тонких стенках отливок

П р и м е ч а н и е. Составы..1 и 2 соответствуют известной смеси.

Исходный чугун выплавляют в дуговой электропечи. Химический состав чугуна следующий, мас.Х: С 3,39-3,57;

Si I 53-1,68; Nn0 0,24-0,27; Ni 0,11О ° 14; Сг 0,08; Р 0,07; S 0 ° 02, железо — остальное. После расплавления чугун перегревают до 1470-1480 С.

Модифицирование исходного чугуна проводят путем загрузки дробленных до фракций 30-70 мм брикетов, которые сверху пригружают мелкими скрапинами чугуна . Температура заливаемого в ковш чугуна 1400-1430 С, Расход известной смеси 2,15-2,3 от массы ,модифицируемого чугуна, а предла, гаемой - 1,8-2,0 .

Модифицирующие смеси приготавливают перемешиванием взвешенных пор;ций сухих компонентов в лаборатор:ных бегунах 016.

После тщательного перемешивания в течение 5-7 мин в составы вводят жидкое стекло и смесь дополнительно перемешивают 4-5 мин. Затем смесь засыпают в формы для образования брикетов и благодаря протеканию экзотермических реакций между ферросилицием и жидким стеклом происходит самоспекание смесей с образованием брикетов.

По сравнению с известной смесью использование модифицирующей смеси

7 1294833 предлагаемого состава позволяет повысить степень усвоения модифицирующих зла.ментов с 54-. 60 до 74-857, а также прочностные свойства чугуна: предел прочности с 348-351 до 532547 MIIa и твердость НВ с 235-245 до 217-230. Исследование микроструктуры обработанного чугуна показало, что если известная модифицирующая смесь улучшает форму и уменьшает ,размеры графитовых включений, то смесь предлагаемого состава позволяет получить графит;вермикулярной формы и тем самым значительно повысить

:прочностные свойства чугуна. Процесс модифицирования получается более стабильным и для изготовления моди-. фицирующей смеси предлагаемого состава могут быть использованы мелкие фракции (0,1-2,0 мм) компонентов, получаемые при дроблении модифицирующих сплавов. Использование для

° модифицирования чугуна смеси предлагаемого состава позволяет стабильно получать правильную, шаровидную форму графита и высокие прочностные и пластические свойства чугуна. изобретения

Формула

Модифицирующая смесь для чугуна, содержащая железокремниевомагниевый сплав, силикобарий, графит, ферротитан и ферросилиций, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что, с целью повышения степени усвоения компонентов, использования мелкодисперсных фракций компонентов, увеличения стабильности процесса модифицирования чугуна, улучшения микроструктуры и повышения прочностных свойств чугуна, она дополнительно содержит ферроникель, плавиковый шлат, хлористый кальций и жидкое стекло, при следующем соотношении компонентов, мас.g:

Железокремниевомагниевый сплав 35 0-58 0

Силикобарий 2,0-9,5

Графит 4,5-7,0

Ферротитан 0,12-1 0

Ферроникель 5,0-20,0

Плавиковый шпат 0,5,3,5

Хлористый кальций 0,1-1,2

Жидкое стекло 6,5-14,0 ,Ферросилиций Остальное

Составитель К.Сорокин

Редактор Н.Ягорова Техред А.Кравчук КорректорМ,Демчик

Заказ 562/27 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственнбго комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4