Графитизирующая смесь

 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам графитизирующих смесевых модификаторов для высокопрочного чугуна. Цель изобретения - снижение склонности к усадке и уменьшение отбела высокопрочного чугуна. Графитизирующая смесь содержит висмут, отходы производства карборунда, стружку силумина и ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%: отходы производства карборунда 15-30, стружка силумина 10-20, висмут 5-10, ферросилиций остальное. Ввод в состав смеси в качестве кремнийсодержащего материала отходов производства карборунда, стружки силуминов и ферросилиция позволили существенно уменьшить склонность высокопрочного чугуна к усадке и устранить отбел в отливках, а также утилизировать отходы материалов. Предлагаемый графитизирующий состав смеси для инокулирующей обработки чугуна можно рекомендовать для вторичного модифицирования высокопрочного чугуна при получении отливок, склонных в образованию дефектов усадочного происхождения и к отбелу. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (11) (51) 4 С 22 С 35/00

Р F

Л; 11, 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flQ ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4320603/31-02 (22) 26. 10.87 (46) 30.05.89. Бюл. М- 20 (71) Белорусский политехнический институт (72) В.М.Михайловский, ) .Х.Бондарев, И.M.Ãðîìûêî, Н.И.Бестужев и В.Н.Рыбаков (53) 669.15-198 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 981418, кл. С 22 С 35/00, 1982, Авторское свидетельство СССР

И - 1237710. кл. С 21 С t/10, 1984 (54) ГРАФИТИЗИРУ10ЩАЯ CMECb (57) Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам графитизирующих смесевых модификаторов для высокопрочного чугуна.

Цель изобретения — снижение склонности к усадке и уменьшение отбела высокопрочного чугуна. Графитизирующая

Изобретение относится к литейному производству, а именно к графитизирующим составам смесей для обработки высокопрочного чугуна, и может быть использовано для улучшения качества чугунного литья

Цель изобретения — снижение склонности чугуна к усадке и уменьшение отбела высокопрочного чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что графитизирующая смесь, содержащая кремнийсодержащий материал и висмут, содержит в качестве кремнийсодержащих компонентов отходы производства карборунда и дополнитель2 смесь содержит висмут, отходы производства карборунда, стружку силумина и ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.Х: отходы производства карборунда 15-30, стружка силумина 10-20, висмут 5-10, ферросилиций остальное. Ввод в состав смеси в качестве кремнийсодержащего материала отходов производста карборуйда, стружки силуминов и ферросилиция позволили существенно уменьшить склонность высокопрочного чугуна к усадке и устранить отбел в отливках, а также утилизировать отходы материалов.

Предлагаемый графитизирующий состав смеси для инокулирующей обработки чугуна можно рекомендовать для вторичного модифицирования высокопрочного чугуна при получении отливок, склонных в образованию дефектов усадочного происхождения и к отбелу.

1 табл.

Ю но — стружку силуминов и ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Отходы производства карборунда !5 - 30 !

Стружка силуминов 10 — 20

Висмут 5 — 10

Ферросилиций Остальное

Для подавления образования структурно-свободных карбидов и уменьшения склонности чугуна к усадке в состав смеси в качестве кремнийсодержащего материала введены отходы производства карборунда и стружка силуминов. Отходы производства карборунда

1482973

55 используются в виде шлама и содержат компоненты в следующем соотношении, мас, 7.:

Карбид кремния 80 — 85

Окись алюминия 8-15

Окись железа 1 — 3

Углерод 2 - 3

Двуокись кремния 1 — 2

Кремний До 1

Применение отходов производства карборунда,в составе смеси позволяет утилизировать отходы производства абразивов. Наличие карбида кремния в составе карборунда увеличивает коэффициент усвоения углерода за счет высокой раскислительной способности

Sil. Коэффициент усвоения углерода из карбида кремния составляет 0,650,70. Коэффициент усвоения кремния составляет 0,35-0,5, что несколько ниже, чем из ферросилиция. Однако данное обстоятельство при вторичном инокулирующем модифицировании исключает воэможность повышения твердости при отсутствии отбела и снижении прочностных свойств отливок, так как восстановленный кремний выполняет функции графитизатора, а не легирующего элемента.

Нижний предел содержания отходов карборунда в составе смеси (15 мас. Ж) обусловлен полным снятием отбела в отливках, верхнее содержание (30 мас.X) связано с малым приростом уменьшения усадки чугуна и полным отсутствием структурно-свободных карбидов.

Ввод в состав смеси стружки силуминов позволяет эффективно инокулировать расплав за счет присутствия алюминия, который при модифицирова нии раскисляет чугун. Усилению процесса графитизации способствует кремний из стружки силуминов, содер- жание которого в СИЛ2 (ГОСТ 1521-76). составляет 10-13 мас. Х, а также кремний отходов карборунда и ферросилиция °

Нижний предел содержания стружки силуминов (10 мас.X) связан со значительным усилением процесса графи1 тизации, достаточным для полного устранения отбела и уменьшения усадки чугуна, верхнее ограничение (20 мас.Ж) связано с опасностью при вводе в чугун повышенных количеств алюминия образования в отливках подкорковой газовой пористости.

Наличие в составе смеси висмута также способствует увеличению числа центров кристаллизации графита и усилению графитизации, Оптимальное содержание висмута в смеси 5-10 мас.X.

При содержании висмута в составе смеси менее 0,5 мас.X графитизирующая способность чугуна падает, что приводит к повышению отбела и усадки.

Увеличение содержания висмута в смеси более 10,0 мас.X не приводит к существенному снижению отбела и усадки чугуна вследствие затухания графитизирующей способности висмута при вторичном модифицировании чугуна.

Ферросилиций является постоянной модифицирующей присадкой для повышения графитообразования в чугуне.

Пример. При проведении сравнительных испытаний известной смеси и предлагаемого графитизирующего состава определяют глубину отбела образцов и величину усадки.

Чугун, содержащий, X: С 3,45, Si

1,9, Мп 0,5 S 0,02, выплавляют в индукционной тигельной печи ЛПЗ-67 кислой футеровкой.

При изготовлении известной и предлагаемой смесей применяются следующие компоненты: ферросиликобарий ФСБа15, ТУ 14-5-132-81, висмут Ви2, ГОСТ 10928-75, шлам производства карборунда, стружка силумина из силумина

СИЛ2, ГОСТ 1521-76, ферросилиций ФС75, ГОСТ 1415-75.

Технология изготовления смесей заключается во взвешивании и перемешивании компонентов. Перед перемешиванием шлам карборунда и стружку силу- .

Ф мина просушивают в сушилке при 250 С до остаточной влажности 0,127..

Графитизирующую смесь подают на дно разливочного ковша (предварительно прогретого) и заполняют жидким металлом из раздаточного ковша, в ко" тором чугун обработан сфероидизирующей магнийсодержащей лигатурой ФСМг7 (ТУ 14-5-134-86).

Глубину отбела оценивают по излому клиновидных проб. Склонность модифицированного чугуна к усадке определяют по технологической пробе, имеющей форму конуса, объемом 76 см (560 г). Объем усадочных дефектов определяется как сумма объемов концентрированной раковины и усадочной пористости. Последняя определяется

1 1 методом гидростатического взвешивания

Как видно из данных, предлагаемая графитизирующая смесь способствует существенному снижению объема усадочных дефектов и уменьшению отбела по сравнению с известным. смеси, мас.Е

Свойства чугуна после обработки смесями

Содержание компонентов в

Смесь

Ферросилиций

ФС75

Стружка сиОтходы производства карборунда

Висмут

Ферросиликобарий

Глубина отбела, Суммарный объем усадочных дефектов,Х лумина

6,4

5,2

4,5

4,0

6,0

4,6

5

7 5

Ф

5 15 10 70

7,5 22,5 15 55

10 30 20 40

3 10 7 80

12 35 23 30

92,5

Известная

Предлагаемая

Составитель А.Бармыков

Техред Л.Сердюкова, Редактор М.Петрова

Корректор М.Васильева

Заказ 2787/22 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óærîðoä, ул. Гагарина,101

5 14829 условно плотной части пробы (вершина. конуса) и части пробы, пораженной пористостью.

Составы смесей для проведения опыт5 ных плавок изготавливаются на нижнем, среднем, верхнем, а также ниже нижнего и выше верхнего пределов содержания компонентов предлагаемой смеси.

Известный состав смеси применяют на среднем уровне. Составы смесей и результаты испытаний приведены в таблице.

Формула изобретения

Графитизирующая смесь, включающая кремнийсодержащий материал и висмут, отличающаяся тем, что, с целью снижения склонности к усадке и уменьшения отбела высокопрочного чугуна, она дополнительно содержит стружку силумина и ферросилиций, в качестве кремнийсодержащего материала — отходы производства карборунда при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Отходы производства карборунда !5 — 30

Стружка силумина 10- 20

Висмут 5-10

Ферромилиций Остальное