Порошковая проволока для модифицирования чугуна

 

Изобретение относится к области металлургии и литейного производства , в.частности к получению чугуна с шаровидной или вермикулярнрй формой графита путем обработки его порошковой проволокой определенного - состава. Цель изобретения - повьппение жидкртекучести модифицированного чугуна, улучшение микроструктуры и повьшгение прочностных свойств чугуна в различных сечениях отливок. Порошковая проволока состоит из оболочки , изготовленной из меди или медно-алюминиевого сплава, например Бр 45, Бр А 7. Порошкообразная шихта проволоки содержит компоненты при следующем соотношении (в мас.%): магний 22,9-78,4, железокремниевомагниевый или железокремниевомагниевокальциевьй сплав 15-69,9, силикобарий 1,4-33,3. При этом коэффициент заполнения порошковой проволоки составляет 14,2-16,45%.. За счет стабилизации процесса модифицирования чугуна прочностные свойства повышаются на 5-8%, а относительное удлинение в 2-3 раза. 3 табл. § (Л с: оо ьо 00 со 00 4::

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1328384 А1 (51)4 С 21 С 1/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ВМ%4Ж1 -;

К А BTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3972442/31-27 (22) 04;11.85 (46) 07.08.87. Бюл. У 29

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (71) Институт проблем литья АН УССР и Институт электросварки им.Е.О.Патона (72) И. К. Походня, В.С. Шумихин, В.Г,Горенко, О.И.Шинский, В.Ф.Альтер, А.В.Зазимко и Н.Т.Овчаренко (53) 669.046.5 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 996465, кл. С 21 С 7/00, 29.07.81.

Гершман Г.Б. Модифицирование чугуна с введением модификатора в расплав в виде проволоки. †Экспре-.информация. Технология и оборудование литейного производства. Зарубежный опыт, М., НИИмаш, вып.8, 1984. (54) ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА (57)Изобретение относится к области металлургии и литейного производства, в частности к получению чугуна с шаровидной или вермикулярной формой графита путем обработки его порошковой проволокой определенного состава. Цель изобретения — повьппение жидкотекучести модифицированного чугуна, улучшение микроструктуры и повьппение прочностных свойств чугуна в различных сечениях отливок.

Порошковая проволока состоит из оболочки, изготовленной иэ меди или медно-алюминиевого сплава, например

Бр 45, Бр А 7. Порошкообразная шихта проволоки содержит компоненты при следующем соотношении (в мас.7): магний 22,9-78,4, железокремниевомагниевый или железокремниевомагниевокальциевый сплав 15-69,9, силикобарий 1,4-33,3. При этом коэффициент заполнения порошковой проволоки составляет 14,2-16,45X., За счет стабилизации процесса модифицирования чугуна прочностные свойства повышаются на 5-8Х, а относительное удлинение в 2-3 раза. 3 табл.

1 1328

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к вопросу получения чугуна с шаровидной или вермикулярной формой графита путем обработки его порошко5 вой проволокой определенного состава.

Цель изобретения — повышение жидкотекучести модифицированного чугуна, улучшение микроструктуры и повышение прочностных свойств чугуна в различных сечениях отливок.

Ввод в состав порошковой шихты магния обеспечивает получение в микроструктуре чугуна графита вермикулярной или шаровидной формы. Улучше ние формь1 графита проявляется при содержании магния в количествах, превышающих 22,97. При увеличении содержания магния больше 78,4Z в ми- Zp кроструктуре чугуна появляется структурно-свободный цементит, что уменьшает прочностные свойства чугуна.

Железокремниевомагниевый (ЖКМХ, 2ККМ 2) или железокремниевомагниево- 25 кальциевый (ЖКМКХ вЂ” 2KKMK-6) сплавы вводятся в состав шихты наполнителя с целью подавления образования структурно-свободного цементита, улучшения микроструктуры ивыравнивания прочност-30 ных свойств чугуна в различных сечениях отливок. Это действие ЖКМ или

ЖКМК начинает проявляться при их содержании в шихте в количествах, превышающих 15,0Х. Если их содержание превышает 69,9Z то это приводит к сокращению в наполнителе содержания магния и силикобария, снижает модифицирующее действие порошковой проволоки и приводит к ухудшению формы 40 графитовых включений и снижению пластических и прочностных свойств чугуна.

Силикобарий вводится в состав наполнителя порошковой проволоки с целью стабилизации процесса модифи- 45 цирования, улучшения микроструктуры и повышения прочностных свойств чугуна. Положительное влияние силикобария на микроструктуру и свойства чугуна начинает проявляться при его 5p содержании в наполнителе в количествах, превышающих 1,4Х. Если содержаФ ние силикобария превышает 33,37., то дальнейшее улучшение микроструктуры и повышение прочностных свойств чугу- 55 на проявляется слабо.

Использование для изготовления оболочек порошковой проволоки ленты из меди или медноалюминиевых сплавов

384 2 способствует повышению жидкотекучести получаемого модифицированного чугуна. Медноалюминиевые сплавы с целью получения высоких пластических свойств должны содержать не более 9,0Х алюминия. Если содержание алюминия больше 9,0Е,то в микроструктуре сплава появляется р -фаза, сплав теряет пластичность и это затрудняет изготовление из него оболочки порошковой проволоки. Ввод в состав меди алюминия способствует повышению модифицирующего действия порошковой проволоки, стабилизации микроструктуры получаемого чугуна и повышению его прочностных свойств.

Исследование IIpHMeHeHHH для модифицирования чугуна известного и предлагаемого составов порошковой проволоки проводят в условиях литейного цеха опытного производства.

Составы исследуемых порошковых проволок приведены в табл. 1.

Из данных табл.1 видно, что составы 1 и 2 — порошковая проволока из-. вестных составов, проволока 3 содержит меньше магния, силикобария и больше железокремниевомагниевого сплава, проволока состава 10 содержит меньше железокремниевомагниевого сплава и больше силикобария, проволока состава 11 содержит больше магния.

Составы 4-9 соответствуют порошковой проволоке предлагаемого состава.

В табл.2 приведены свойства и микроструктура чугунов, полученных при его обработке исследуемыми порошковыми проволоками, где дополнительно приведены прочностные характеристики чугуна в тонких и толстых сечениях отливок, а также данные .о жидкотекучести, которая определяется по длине заполненной .части спирали сечением 50 мм

Из данных табл.2 видно, что применение порошковой проволоки предлагаемого состава, по сравнению с проволокой известного состава, позволяет повысить предел прочности при растяжении, предел текучести в тонких и толстых сечениях с 562-568 и

526-517 МПа до 582-597 и 565-579 MIIa соответственно; причем абсолютная разность в прочности материала отливок в толстых и тонких сечениях отливок при применении известных и предлагаемых составов уменьшается с 40-45 MIIa и до 12-18 MIIa соответПоказатели дш составов

Состав и свойства

80 79,2 22,5 22,9 28,0 45,8 61,9 44,6 78,4 66,0 79,0

Иагний

EKM-!

EKKK-б

El|M-2

Цериевый мншметалл

37,9 28,2

76,3 43,8

15,0

54,0

16 ° 2

69,9

15,0

20i8

1 2 333 2)1 16,39,9 14 6,6 340 5,2

Силнко барий

Оболочка иэ стальной ленты

Оболочка иэ недной ленты

Оболочка иэ медноалвниниевого сплава А5

° Оболочка из медиоалкииниевого сплава А7

° + + +

74 72 76 77 78 75 74 76 75 77 74

Касса погонного метра проволоки, г

Еозф4лщнент заполнения проволоки,Е

1ЗэО 14 ° 9 14эб 14 ° 2 14эЗ 1бэ45 15в5 15 ° 8 15 ° 7 14е7 21эб

1,0 1,0 1,0 1,0 l,l !,О

Расход порошковой проволоки, 2 от массы

1 l 1,! 1,1 1,1 1,!

28 32 30 31 28 3!

Остаточный магний в чугуне, 2 «1О

32 33 27 25 26 з 1 3283 ственно. Относительные удлинение и твердость повышаются с 2,8-3,6Х и

227-230 НВ до 7,12-9,27 и 237-250 НВ соответственно. Следует отметить, что длина залитой спиральной пробы при использовании в качестве оболочки для порошковой проволоки медных и медноалюминиевых сплавов возрастает с 360-375 до 395-450 мм соответствен10 но.

В качестве медных и медноалюминиевых сплавов, использованных при реализации указанных примеров для оболочки порошковой проволоки, приме- 15 няют полосу меди и ленту из безоловянистых деформируемых бронз БР 45 и

Бр А7 (ранее обозначались А5 и А10).

Для примеров 4,5,10 применяют медь

М99,9, для примеров 1,6,8 — сплав

Бр45, а для примеров 7,9,11 сплав

БрА7. Химический состав указанных сплавов представлен в табл.3.

Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого состава порошковой проволоки по сравнению с использованием проволоки известного состава показывает, что за счет стабилизации процесса модифицирования чугуна, повышения прочностных свойств на 5-8,57 и относительного удлинения в 2-3 раза экономический эффект может составить 2,14-2,63 руб. на 1 т

84 4 отливок из чугуна с шаровидной формой графита.

Ф о р м у л а и з о б р е т ения

Порошковая проволока для модифицирования чугуна, состоящая из металлической оболочки и порошкообразной шихты, содержащей магний, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения жидкотекучести модифицированного чугуна, улучшения микроструктуры и повышения прочностных свойств чугуна в различных сечениях отливок, оболочка изготовлена из ме ди или медноалюминиевого сплава с содержанием алюминия от 5 до 97, порошкообразная шихта дополнительно содержит железокремниевомагниевый или железокремниевомагниевокальциевый сплав и силикобарий при следующем соотношении компонентов шихты, мас.Е:

Магний 22,9-78,4

Железокремниевомагниевый или железокремниевомагниевокальциевый сплав 15-69,9

Силикобарий 1,4-33,3 при этом коэффициент заполнения порошковой проволоки составляет 14,216,45%. i àáëèöà 1

5 б 7 8 9 10 11 12

1328384

Таолица 2

Показатели составов

5 6

562 566 553 584 582 589 592

587 597 563 545 в толстых сачениях отливок

517 526 511 572 565 575 580 573 579 524 520

487

Предел текучести, МПаг.в тонких сечениях отливки

478 481 464 497 496 5)2 524 507 528 481 471 в толстых сечениях отливки

439 447 43) 498 5)6 447 . 465

482 509 513

Относительное удлине-. ние, Х

8,4 9,2

2>8 3,6 8,1

7 9 8,9 7 5 3,1

7,6 7,2

123 250 242 263

Твердость ())В), кгс/>ег

227 230 238 240 237 242 247

Характеристика графитовых включений:

Гфl) Гфl) Гфl)

Граэ Граэ Граэ

Гф) 3 Гф)Д

Граэ Граэ

Гф1 а Гф)3

Граэ Граз

Гф)3

Грез

Гфl2 Гф)2

Граэ Граэ

Гф)3

Грвз

30 30 30 30

Гб Гб Гб Гб

Гф12 Гф!2 Гф12 Гф12

30 30

Гб Гб

Гф!2 Гф12

30 30

Гб Гб

Гфl), Гф)1, Граз Граэ

30 30

Гб Гб

Граэ

Г)0

Граз Граэ

30 30

Гб Гб

Граэ

Гб

Граэ

Гб

Граэ.

Г)0

П85 П85 П85 П90

Пд Пд . Пд Пд

П95

Пд

П90

П92 П92 Пд

П85

Пд

П85

Пд

П95

Пд

Характеристика иеталли» ческой >>атриды

0iB 1,0

0,8 0,8

О, 8

0,8

1>0 I O

1,0 в тонких сечениях отливки

Пд Пд

1,0 10

П85 П85 ПBО П90 П92 П85

Пд Пд Пд Пд Пд Пд

1,0 1,0 l >0 . ),0 1,0. 1,0

ПBО ПBО П80 Пд Пд Пд

1,0 1,0 1,0

ПBО П95

Пд Пд

1,0 1,0 а толсгъгк сечениях

Йлииа залитой саирали

375 360 4ЬО г> 450 430 405. 395 415 405 385 390

Таблица 3

Марка Медь Ап)омисплава нии,Х

Примеси

Желе- Цинк Mapra- Олово

ЗО нец

Никель Фос- Крем- Про.фо р ний чие

0,06

0 05 0,29 0,1 — 0 1

МЗ Остальное

Hp 45 -"- 5 0

0,2 0,1 0,4 0,1 0,5

Бр А7 -"- 9,0

0,2 0,1 0,4 0,1

0,5

ВНИИПИ Заказ 3454/29,Тираж 549 Подписное

Произв.-полигр. Пр-тие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Предел npoltao):TN лри растяиении, MBaг в тонких сечению . отливок

s тонких сечениях отливки в толстых сечениях отливки

Г)0

Гф4 °

Гф)0

Граэ

Г10

Г10

Гфl 1, Гф)0

) p>>s

Г)0

Г10

Гфl l, Гф10

Граэ

Г10

0,1 0,2

0,1 0,2