Модификатор чугуна для отливок

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам модификаторов чугуна с пластинчатым графитом. Цель изобретения - повышение изотропности структуры и механических свойств чугуна в разностенных отливках. Модификатор чугуна содержит кремнийсодержащий ферросплав и порошок графитированных электродов при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок графитированных электродов 20-40, кремнийсодержащий ферросплав 60-80, а в составе кремнийсодержащего ферросплава содержит @ 3-4 мас.%MG и 2-8 MAC.% РЗМ. Дополнительный ввод в состав кремнийсодержащего ферросплава 3-4 мас.%MG и 2-8 мас.% РЗМ и использование в качестве углеродсодержащего материала порошка графитированных электродов позволяет в 6-8 раз снизить разброс данных по твердости в разностенных отливках. Использование изобретения наиболее целесообразно при производстве разностенных с массивными частями отливок базовых деталей металлорежущих станков, к которым предъявляются повышенные требования по структуре и свойствам чугуна, их стабильности и однородности по сечению отливок. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (l1) А1 (g(p (- 22 (: 35/00

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР списочник изовретения

Порошок графитированных электродов

Кремнийсодержащий ферросплав

20-40

60-80.

Н A BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4264422/23-02 (22) 17.06.87 (46) 15.05.89. Бюл. № 18 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт литейного машиностроения, литейной технологии и автоматизации литейного производства (72) Н.И.Кобелев, А.В.Козлов, И.А.Дибров, С.С.Зуйков, А.А.Романович, А.С.Дубровин и Г.И.Юдемко (53) 669. 15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1254048, кл. С 22 С 35/00, 1984.

Высококачественные чугуны для отливок/ Под ред. Н.Н.Апександрова.

М.: Машиностроение, 1982, с. 105. (54) МОДИФИКАТОР ЧУГУНА ДЛЯ ОТЛИВОК (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам модификаторов чугуна с пластинчатым графитом. Цель изобретения — повышение изотропности структуры и механических свойств чугуна в разностенных отливках. Модификатор

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам модификаторов чугуна преимущественно с пластинчатым графитом.

Целью изобретения является повышение иэотропности структуры и механических свойств чугуна в раэностенных отливках.

Модификатор чугуна, включающий углеродсодержащий материал и кремний2 чугуна содержит кремнййсодержащий ферросплав и порошок графитированных электродов при следующем соотношении компонентов, мас.X: порошок графитированных электродов 20-40, кремнийсодержащий ферросплав 60-80, а в составе кремнийсодержащего ферросплава содержится 3-4 мас.X Mg u

2-8 мас.Х РЗМ. Дополнительный ввод в состав кремнийсодержащего ферросплава 3-4 мас.Х Mg и 2-8 мас.Х РЗМ, и использование в качестве углеродсодержащего материала порошка графитированных электродов позволяет в

6-8 раз снизить разброс данных по твердости в разнос"енных отливках..

Использование изобретения наиболее целесообразно при производстве разностенных с массивчыми частями от" ливок базовых деталей металлорежущих станков, к которым предъявляются . повышенные требования по структуре и свойствам чугуна, их стабильности н однородности по сечению отливок.

1 табл. содержащий ферросплав, содержит в качестве углеродсодержащего материала порошок графитированных. электродов при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

1479544 а кремнийсодержащий ферросплав, содержит дополнительно 3-4 мас.7 магния и 2-8 мас. P3M, Использование в составе предлага5 емого модификатора в качестве кремнийсодержащего ферросплава ферросилиция с 3-4 мас. магния, 2-8 мас. редкоземельных металлов позволяет повысить его модифицирующий эффект, обеспечивает улучшение структуры металлической основы чугуна и включений графита и их однородности по сечению раэностенных и толстостенных отливок 15

При увеличении содержания ферросиликомагниевого сплава с 2-8 мас.7. редкоземельных металлов выше 80 мас. Е и, следовательно, при уменьшении содержания порошка графитированных 20 электродов в составе предлагаемого .модификатора ниже 20 мас. понижается модифицирующий эффект, особенно графитизирующая способность модификатора, и предложительность его сох- 25 ранения, увеличиваются склонность чугуна к отбелу и неоднородность структуры и свойств металла по сечению раэностенных отливок вследствие внесения в жидкий чугун недостаточно- 0 го количества готовых зародышевых центров для кристаллизации графита и повышенного количества магния и редкоземельных металлов, способствующих образованию структурно свободного цементита и кромочного отбела в отливках.

При уменьшении содержания ферросиликомагниевого сплава с 2-8 мас.Х редкоземельных металлов ниже 60мас.Х 4 и, следовательно, при увеличении содержания порошка графитированных электродов в составе предлагаемого модификатора выше 40 мас.7. понижается прочность модифицированного чугуна и возрастает неоднородность структуры и свойств чугуна по сечению раэностенных отливок вследствие введения в жидкий чугун избыточного количества углерода, укрупнения включений графита, ухудшения их формы

50 и распределения, увеличения количества включений графита и ферритизации металлической основы.

При использовании ферросиликомагниевого сплава с концентрацией редко55 земельных металлов выше 8 мас. в составе предлагаемого модификатора повышается склонность чугуна к отбелу, появляется структурно свободный цементит особенно в тонких сечениях и кромках отливки, что приводит к увеличению неоднородности структуры и свойств чугуна по сечению разностенных отливок.

При использовании кремнийсодержащего ферросплава с концентрацией редкоземельных металлов ниже 2 мас. в составе предлагаемого модификатора повышаются неоднородность структуры и свойств чугуна по сечению раэностенных отливок вследствие излишнего графитиэирующего действия модификатора: в металлической основе чугуна появляется феррит и в тем большем количестве, чем толще стенка отливки, включения графита изменяются по размерам от 25 до 360 мкм, возрастает их количество, вследствие чего увеличивается неоднородность свойств чугуна по сечению отливок.

В составе модификатора для чугуна используются материалы в следующем виде: порошок графитированных электродов (ТУ 01-17-68) с частицами размером менее 1 мм, ферросиликомагниевый сплав с 2-8 мас. редкоземельных металлов марок ФСМг3 и ФСМг4 (ТУ 145-134-86) с частицами размером 1

2 мм.

Модификатор для чугуна приготавливается отвешиванием расчетных доэ компонентов в соответствии с предложенным количественным соотношением и в зависимости от массы обрабатываемого расплава.

Эффективность действия модификатора выявляется на чугуне с 3 15—

3 25 С> 1170-1э887 S1. Оэ45-0152% Nn до 0,17 Р; до 0,087 S выплавленным в индукционной печи и нагретым до

1450 + 10 С, а затем охлажденным до о

1400 С. Модифицирование проводится в струе или в ковше при сливе жидкого чугуна иэ печи присадкой модификатора в количестве 0,37. от массы жидкого чугуна.

В таблице приведены составы предлагаемого и известного модификаторов и свойства чугуна после его обработки испытанными составами.

Эффективность предлагаемого и известного составов модификаторов оценивали: по показателям предела прочности при растяжении бь и изгибе G„ цилиндрических образцов диаметром 30 мм и длиной 340 мм, по струкСостав модификатора, мас.7

Модификатор

Кремнийсодержащий ферросплав, содержащий 3

4 мас,X Mg и 2-8 мас.X

Р3М

Ферросилиций

ФС 75л

Карбид кремния

Порошок гра фитированных электПредел прочности при растяжении Б

МПа адов

250

1

3

5

6 (прототип) 250

67

14 туре и показателям твердости НВ на пробах сечением 10, 20, 40 и 60 мм по величине отбела h клиновой пробы размером 65i65i12 мм,.заливаемой в стержневую форму с металлической плитой, и по продолжительности сохранения модифицирующего эффекта.

Предлагаемый модификатор чугуна по сравнению с известным, характеризуется более высоким модифицирующим эффектом, выражающимся в повыше нии предела прочности при растяжении на 16-257 и однородности структуры металлической основы и включений граI фита, уменьшении разброса твердости .чугуна по сечению разностенных и толстостенных отливок (10-60 мм) примерно в 6"8 раз, и увеличении продолжительности сохранения модифицирующего эффекта в 1,5-2,0 раза, может использоваться при производстве широкой номенклатуры отливок деталей с высокими эксплуатационными свойствами (прочностью, износостойкостью), так как позволяет надежно устранять отбел в тонких сечениях отливок и подавлять ферритизацию в толстых сече79544

6 ниях, а следовательно, выравнивать свойства чугуна.

Формула изобретения

Модификатор чугуна для отливок, включающий углеродсодержащий и кремнийсодержащий материалы, о т л ич а ю шийся .тем, что, с целью повышения изотропности структуры и механических свойств чугуна в ра"ностенных отливках, в качестве углеродсодержащего материала используют порошок графитированных электродов, кремнийсодержащего материала — ферросиликомагниевый сплав с Р3М при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

20 Порошок графитированных электродов 20-40

Ферросиликомагниевый сплав с РЗМ 60-80 причем ферросиликомагниевый сплав

26 с Р3М содержит, мас.7:

Магний, 3-4

РЗМ 2-8

Кремнийсодержащий ферро3Q сплав Остальное

1479544

Продолжение таблицы

° @Маада Феей войства чугуна, обработанного модификаторами

Модификатор

Твердость, НВ, в пробах сечением, мм

60

10 20

241

185

242

231

455

Составитель А,Бармыков

Техред М.Дидык Корректор И,Эрдейи

Редактор Т.Лазаренко

Заказ 2507/27

Тираж 577

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская. наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101

2

4

5 6 (прототип) .Предел прочности при изгибе, « И.

455

233

229

277

241

233

229

22?

231

229

233

217

227

219

217

205