Модификатор

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИ Х

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1373737 А1 (51) 4 С 22 С 35/00

Ф

С

1 и!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.i."л

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3888150/22-03 (22) 21.05 ° 85 (46) 15.02.88, Бюл. М 6 (7 1) Белорусский политехнический институт (72) Г.Ф. Андреев, А.А. Василенко, А.Н. Протасеня, Е.И. Шитов, С.H.Ëåках, Л.JI. Счисленок, С.К. Лившиц и В.К. Яцко (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 901326, кл. С 22 35/00 1980 °

Авторское свидетельство СССР

Ф 508556, кл. С 22 С 35/00, 1974. (54) 457) МОДИФИКАТОР, преимущественно для получения отливок из чугуна под эмалирование, содержащий кремний, церий, железо и алюминий, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью стабилизации ферритной структуры в поверхности эмалированных отливок и повышения из термостойкости, он дополнительно содержит кальций, медь, лантан и неодим при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Кремний 15-30

Церий 5-18

Железо 1-10

Кальций 0,3-3,0

Медь О, 1-4,0

Лантан 2-9

Неодим 1-5

Алюминий Остальное

1373737 тия.

Железо присутствует в модификаторе как побочная примесь и его количество определяется технологией производства модификатора. Содержание железа до 10i. не оказывает существенного влияния на процесс растворе45 ния модификатора н жидком чугуне.

Ллюминий является металлической основой модификатора, которая характеризует температуру его плавления и усвоения распланом, Как элемент, 50 вводимый н чугун, оказывает положительное влияние на затвердение чугуна по стабильной системе. Приготовление сплава на основе алюминия поэволяеT снизить температуру плавле- 5 ния модицикатора на 150-280 С.

Церий, лантан и неодим оказывают большое влияние на формирование

Изобретение относится к литейному производству, а именно к состаг.нм комплексных модификаторов, применяемых при производстве отливок из высококачественного серого чугуна, подвергаемого процессу эмалирования.

Цель изобретения — стабилизация ферритной структуры в поверхности эмалированных отливок и повышение их термостойкости.

Пример. Технология получения модифицирующей присадки включает следующие операции: расплавление н индукционной печи алюминия, ннод н расплав лигатур типа ЖКМК-2, фСЗОРЗМЗО, Ц-40 и технически чистой ме(1н, Про!гент усвоения компонеентов при планке составляет 85-957.

Пределы содержания компонентов выбгграггись с использованием метода математического планирования эксперим нта. ьно °

Введение кальция н состав модификатор» значительно повышает эффектннностг. действия церия, лантана, неоднма.

Медь при содержании в модификаторе 0 1< н комплексе с другими элементами, входящими н его состав, заметно сTабнлиэнрует получение ферритной металлической основы в чугуне за счет графитизации и улучшения распре. деления включений графита. При концентрации более 4,07. Си н модификаторе н структуре модифицированного чугуна появляется склонность к увеличению количества перпита и ухудшению качества эмалированного покры10

35 структуры и свойств чугуна ° Влияя на переохлаждение сплава в процессе кристаллизации, значительно измельчают первичную структуру сплава, В период эвтектической кристаллизации при изменении переохлаждения эвтектики за счетщобраэования группировок, являющихся центрами графитизации, резко увеличивается количество энтектических зерен ° Особенно сильно характер графитизирующего явления проявляется при комплексном вводе в расплав церия, лантана, неодима, Оптимальное соотношение перечисленных элементов определялось с использованием методов математического планирования. Минимальное содержание элементов (Се 57., La 27., Nd 17) является необходимым для достижения определенной величины модифицирующего действия и, как следствие, кристаллизации чугуна на стабильной системе ° Максимальное содержание церия

187., пантана 97., неодима 57 выбрано исходя из отсутствия последующего усиления положительного эффекта.

Содержание в модификаторе находит. ся в пределах 15-20/,.обеспечивает удовлетворительную растворимость модификатора и оптимальную графитиэирующую обработку расплава. Увеличение содержания кремния более 207. снижает качество эмалирования °

Содержание кальция свыше 0,37. связывает кислород и серу в устойчивые соединения, в совокупности с другими элементами, входящими в состав модификатора, обеспечивает достаточный уровень рафинирования при минимальном его расходе, Верхний уровень (3,0/ Са) гарантирует удовлетворительную растворимость модификатора в чугуне. При содержании более

2,07. Са за счет шлакования модификатора значительно ухудшается процесс

его растворения.

Преимущество модификатора предлагаемого состава состоит в наличии комплекса графитиэирующих элементов: кальция, лантана, неодима, которые в присутствии церия повышают графитиэирующее действие модификатора в несколько раэ. Основой модификатора предлагаемого состава служит алюминий (минимальное содержание алюми4 ия 227, в известном сплаве максимальное 13/), что значительно снижа.ет температуру планления модификато1373737

Микроструктура, Содераание коипонентон, Колиместно теплосиен

Урокнь солераа— ник ин редненМодификатор

Si Се Са 1.а Hd

Ф Ц

1,3

so

42 42

Птаестный

Срепний ос т.

Предлагаеиый

Ниамнй

Осталь3,2

12 Вй

0,1

1iO

15,0 5 0,3 2,0

23,0 11 ° 0 2,0 6,0

30 O 18,0 3 0 9,0

2,0Ь В

4,0 4

4,9

2 9 5 5

Срелний То ае

9Ь

Ь,9

1060

5,О

Веркннй

Нине нианего

1,2

Во

0,05 20

0,5

0,5

15 0 5 0 0,2 I 0

Выие аеркнего

3,0!

9,5 2,5

4,5 18

11,0 ь,п

10,0

30 5 18 ° 0 4,0

П р и и е м а н и е II — перлит, Ф - феррит, Ц вЂ” деиентит, Содераание фат оданнаалось ° 2 от плоаади неталлимеской ингриды.

Составитель НкШепитько

Техред А.Кравчук Корректор A.Òÿñêî

Редактор M.Недолуженко

Тираж 593 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 537/21

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ра и повышает степень его усвоения.

Присутствие меди в указанных количествах при наличии повышенного чис- ла центров кристаллизации стабильно обеспечивает 80-967. феррита в структуре °

Для проведения сравнительных испытаний известного и предлагаемого модификатора был выплавлен чугун для исследований следующего химического состава, Х: углерод 3,3, кремний 2,3, марганец 0,54, фосфор 0,37, сера

0,09Х. Технология модифицирования включала расплавление чугуна в индукционный печи, выдержку его до

1300 С, ввод модифицирующей присадки в разливочный ковш в количестве 0,17 от веса жидкого металла и заливку образцов.

Стабильность структуры оценивали с помощью металлографического анализа поверхности образца длиной

50 мм и толщиной 3,5 мм. Образец заливали эпоксидной смолой, детали шлиф, Базой исследования брали одну из поверхностей. Длина была 15 мм.

Замеряли протяженность областей, эанятых ферритом, цементитом и перлитом на поверхности отливки.

Термостойкость эмалированного

5 слоя оценивали на образцах толщиной

3,5 мм, диаметром 30 мм, Литую поверхность дробеструили, наносили грунт, сушили при температуре 180 C в течение 20 мин, прокаливали при

920 С в течение 25 мин, наносили тмаль и прокаливали при 850 С в течение 10 мин. Подготовленные образцы периодически нагревали до 200 С, выдерживали в течение 5 мин и охлаждали в воде. Исследовали по 10 образцов каждой партии, Термостойкость оценивали визуально по наличию трещин и сколов.

В таблице представлены химические составы модификаторов для получения высококачественного чугуна и результаты испытаний.

Как видно из приведенных данных, чугун, полученный при использовании предлагаемого модификатора, имеет ферритную структуру и более высокую термостойкость по сравнению с чугуном, полученным при использовании известного модификатора.