Модифицирующая смесь для получения чугуна с вермикулярным графитом
Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесевых модификаторов, используемых для получения высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом. Цель изобретения - увеличение длительности эффекта модифицирования в расплаве чугуна и уменьшение склонности к отбелу чугуна с вермикулярным графитом. Модифицирующая смесь содержит цериевый мишметалл, ферросилиций и легкоплавкий модификатор на алюминиевой основе при следующем соотношении компонентов, мас.%: цериевый мишметалл 40-50 ферросилиций 10-20 легкоплавкий модификатор на алюминиевой основе остальное. Дополнительный ввод в состав смеси легкоплавкого модификатора на алюминиевой основе и изменение содержания компонентов обеспечивает при модифицировании расплава чугуна стабильное получение вермикулярной формы включений графита при технологических выдержках расплава чугуна более 10 мин. Это достигается за счет первоначального глубокого рафинирования расплава легкоплавким модификатором на алюминиевой основе и активной графитизации чугуна. 2 табл.
СОЮЗ СОВЕТСКИ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУЬ.(1ИК (50 4 С 22 С 35/00
40-50
10-20
Цериевый мишметалл
Ферр осипиций
Гранулированный легкоплавкий модификатор на алюминиевой основе
Остальное
ГОСУДАРСТНЕННЬ1Й КОМИТЕТ
ПО ИЗОЬРЕТЕНИЯМ И ОТК1 ЫТИНМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4331002/31-02 (22) 26.10.87 (46) 07.08.89. Бюл. Ф 29 (71) Белорусский политехнический институт (72) В.М.Михайловский, Г.Ф.Андреев, М.М.Бондарев, И.M.Ãðoìûêo и В.Н.Рыбаков (53) 669. 15-198(088. 8) (56) Высококачественные чугуны для отливок. Под ред. H.Å1.Àëeêñpíäðîaà.
М.. "Машиностроение, 1982, с. 191.
Чугун с шаровидным графитом„ обработанный редкоземельными модификаторами. Киев. Наукова Думка, 1964, с.62. 102. (54) МОДИФИ11ИРУ10ЩАЯ СМЕСЬ ДНЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА С ВЕРМИКУЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ (57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам смесевых модификаторов, используемьгх для.получения высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом. Цель
Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам смесевых модификаторов для получения высокопрочного чугуна с вермикулярной формой гранта.
Целью изобретения является уменьшение склонности к стбелу и увеличе-. ние длительности эффекта модифицирования чугуна с вермикулярным гра.фитом.
Цель достигается тем, что механическая смесь, включающая цериевый изобретения — увеличение длительности эффекта модифицирования в расплаве чугуна и уменьшение склонности к отбелу чугуна с вермикулярным графитом. Модифицирующая смесь содержит цериевый мишметалл, ферросилиций и легкоплавкий модификатор на алюминиевой основе при следующем соотношении компонентов, мас.Ж: цериевый мишметалл 40-50, ферросилиций 10-20 легкоплавкий модификатор на алюмиии;-вой основе остальное. Дополнительный ввод в состав смеси легкоплавкого модификатора на алюминиевой основе и изменение содержания компонентов обеспечивает при модифицировании расплава чугуна стабильное получение вермикулярной формы включений графита при технологических выдержках расплава чугуна более 10 мин. Это достигается эа счет первоначального глубокого рафинирования. расплава легкоплавким модификатором на агпоминиевой основе и активной графитиэации чугуна, 2 табл. мишметалл и ферросилиций дополнительно содержит гранулированный легкоплавкий модификатор на алюминиевой основе, а компоненты взяты в следующем соотношении, мас.Ж:
149881
15-25
Наличие в составе предлагаемой смеси легкоплавкого модификатора на
«люминиевой основе позволяет ввиду
Низкой температуры его плавления ра5
<„ творяться и активно взаимодействоВать с серой и растворенными газами.
Затем растворяется мишметалл, который в основном воздействует на форму графитных включений, при этом про- 10 и :.ходит дораскисление и дополнитель1 ое связывание серы с помощью РЗМ и агния, входящих в его состав. Прием избыточные содержания алюминия составе чугуна стабилизируют вер- 15 алкулярную форму графита в течение длительного промежутка времени.
Состав легкоплавкого модификатора, мас. %:
Кремний 20
; РЗМ цериевой группы 10-15
Медь 1-4
Магний 2-4
Железо (10
Кальций (3
Алюминий Остальное
Основной составляющей модификатора является алюминий, который при
Модифицировании раскисляет чугун.
Продуктом,раскисления являются дисПерсные частицы А1 О» способствуюие графитиэации чугуна. Усилению роцесса графитизации способствуют ктивные присадки, входящие в состав 35 егкоплавкого модификатора (РЗМ, Си, g и Са), которые частично также могут воздействовать на форму графитйых включений, препятствуя переходу ! из вермикулярной в пластинчатую. Кро- 40 ме того, алюминий сам по себе стабилизирует вермикулярную форму включе,ний графита. а
Нижний предел содержания легко" плавкого модификатора в состав смеси (30 мас.%) обусловлен его влиянием на увеличение длительности эффекта модифицирования. Верхний предел содержания (50 мас.%) ограничен опасностью появления плен и ситовидной пористости в отливках.
Нижний предел содержания мишметалла (40 мас.%) установлен исходя из
f обеспечения до 80% графита вермикулярной формы (остальное шаровидный) при выдержке модифицированного расплава до 10 мин. Верхнее ограничение в составе мишметалла.(50 мас.%) 1 4 определена стабильным получением графита вермикулярной формы в течение
10 мин выдержки расплава и минимальной величиной отбела получаемого на клине. ферросилиций в составе смеси выполняет функцию графитизирующей присадки, повышает число центров кристаллизации графита, обеспечивая тем самым снижение склонности чугуна к отбелу. Нижний предел содержания ферросилиция в составе смеси (10 мас.%) установлен исходя из получения в ли :е с толщиной стенки I0 мм чугуна без структурно-свободных карбидов.
Верхний предел (20 мас.%) ограничен ввиду незначительного прироста усиления графитизации в чугуне.
П р и и е р. При проведении сравнительных испытаний изв=-.ñòíîãî модификатора и предлагаемой смеси оценивается форма графита в структуре чугуна при различном времени выдержки модифицированного расплава и величина отбела по излому клиновидных проб.
Чугун, содержащий, мас.%: С 3,62, Si 2,3, Мп 0,6; S 0,025, выплавляют в индукционной тигельной печи ЛЛЗ-67 с кислой футеровкой.
Для приготовления предлагаемой смеси используют цериевый мишметалл, ферросилиций, легкоплавкий модификатор, (кл. крупности 4, размер частиц
5-10 мм).
Размер частиц цериевога мишметалла
10-20 мм, ферросилиция 5-10 мм. Технология приготовления предлагаемой смеси заключается во взвешивании и перемешивании компонентов.
Опытные плавки по предлагаемому варианту осуществляют на нижнем, -среднем„ верхнем, а также ниже нижнего и выше верхнего пределов садер" жания компонентов в смеси (табл. 1).
Расход известного модификатора и пред- лагаемой смеси постоянный и составляет 1,4 мас.% от ма.ссы обрабатываемой порции жидкого чугуна. При проведении сравнительных испытаний порция модификатараили смеси укладывается на дно предварительно прогретого ксвша. Затем из индукционной печи ковш заполняется расплавом чугуна при
1400 С. С целью поддержания температуры металла чугун переливается из ковша в печь (емкость ковша равна емкости печи) и через определенные
11 е
Формула изобретения
14988
Модифицирующая смесь для получения чугуна с вермикулярным графитом, включающая цериевый мишметалл и ферросилиций, о тличающая ся тем, что, с целью уменьшения склонности к отбелу и увеличения длительности эффекта модифицирования чугуна с вермикулярным графитом, она дополнительно содержит гранулированный легкоплавкий модификатор на алюминиевой основе, а компоненты взяты в следующем соотношении, мас.Е:
Цериевый мишметалл 40-50
Ферросилиций 10-20
Гранулированный легкоплавкий модификатор на алюминиевой основе Остальное
20
Таблица
Содержание компонентов, мас. 7 Уровень содержания компонентов
Ферросилиций Легкоплавкий модификатор на алюминиевой основе
Цериевый мишметалл
58
25
Нижний
Средний
Верхний
Ниже нижнего
Выше верхнего
Таблица 2
Время выдержки модифицированного расплава, мин
Модификатор
Форма rpa- Отбел. Форма rpa- Отбел. Форма гра- Отбел фита мм фита мм фита мм
457 Гфб
107. Гф9
457 Гф5
1 57. Гф6
607 Гф4
607 Гф 61
407, Гф9 ) 14
Известный
Предлагаемый нижний
70Х Гфб)
30Х Гф5 1
807. Гфб
5Х Гф9
157 Гф5
907. Гфб
57 ГФ9
57 Гф5
907, Гфб
57. Гф! 2
5Х ГФ5
4,5
1007 Гфб ср едн ий
957 Гфб )1
57, Гф!2 1
857, Гфб
5Х Гф1 2
107 ck5
90Х Гфб
10Х Гф5
70Х Гфб
5Х Гф9
25Х Гф5
ВОХ Гфб
57 Гф1 2
157. Гф5 верхний н иже нижнего
6,5
3,5
3,5
9.07. Гф6
10% ГФ1 2 выше верхнего интервалы времени заливаются образцы для оценки структуры и клиновидные пробы для определения величины отбела.
Результаты проведенных плавок с использование; известного модификатора и предлагаемой смеси представлены в табл. 2.
Как видно из полученных данных предлагаемая смесь обеспечивает сохранение эффекта модифицирования более длительное время, при этом величина отбела значительно ниже, чем при использовании модификатора известного состава.
Предлагаемая смесь опробована. в условиях литейного цеха при изготовлении отливки "колодка тормозка".
4
2,5
2,5
8
2,5
2,5
2,5
85Х Гф
157. Гф5
807. Гфб 1
20Х ГФ5 1
50Х Гфб
40Х Гф5
107 ГФ4
707 Гфб
57. Гф9
257 ГФ5
