Модифицирующая смесь

 

Изобретение относится к литейному производству , в частности, к смесям для модифицирования чугуна. Цель изобретения - снижение стоимости смеси при сохранении высокого модуля кольцевой прочности чугуна. Модифицирующая смесь содержит стружку магнийлитиевого сплава, углерод, отходы сварочного флюса и чугунную стружку при следующем соотношении компонентов, мас.%: стружка магнийлитиевого сплава 10-40

углерод 1-10

отходы сварочного флюса 20-80

чугунная стружка 9-30. При этом в отходы сварочного флюса входят следующие компоненты, мас.%: окись кремния 35-46

окись марганца 22-41

окись кальция 3-10

окись магния 2-11

окись титана 4-7

окись циркония 4-7

окись алюминия 0,5-5

окись железа 0,5-2

фтористый кальций 5-12. Дополнительный ввод в состав смеси отходов сварочного флюса и чугунной стружки повышает степень усвоения компонентов магнийлитиевого сплава, позволяет сохранить на высоком уровне модуль кольцевой прочности чугуна при существенном (в 5-10 раз) снижении стоимости смеси. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) (11 4 С 21 С 1/00, 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4321690/23-02 (22) 16.08.87 (46) 15,09.89. Бюл, 1(» 34 (71) Макеевский турболитейный завод им. E.В. Куйбышева (72) Н.П. Лыков, В.Д. Краля, B.Â. Суменкова, А,Н. Соболев, Н.N. Удод, Н,В, Голуб,, A,Ï. Федирко, А.Ф. Алексеев, Б.В. Станиловский z» А.И. Ярмоленко (53) 669,15-198(088.8) (56) Ващенко К,И., Софрони Л. Магниевый чугун. М.: Машгиз, 1960, с. 6.

Авторское свидетельство СССР

У 872561, кл. С 21 С 1/00, 1980. (54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ (57) Изобретение относится к литейно.му производству, в частности к смесям для модифицирования чугуна. Цель изобретения — снижение стоимости смеси ,при сохранении высокого модуля кольцевой прочности чугуна, МодифицируюИзобретение относится к литейному производству, в частности к смесям для модифицирования чугуна, Цель изобретения — снижение стоимости смеси при сохранении высокого модуля кольцевой прочности чугуна.

Смесь, содержащая стружку магнийлитиевого сплава, углерод, дополнительно содержит отходы сварочного флюса и чугунную стружку при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Стружка магнийлитиевого сплава 10-40

2 щая смесь содержит стружку магнийлитиевого сплава, углерод, отходы сва- рочного флюса и чугунную стружку при следующем соотношении компонентов, мас.7: стружка магнийлитиевого сплава 10-40; углерод 1-10.; отходы сварочного флюса 20-80; чугунная стружка 930. При этом в отходы сварочного флюса входят следующие компоненты, мас.Ж: окись кремния 35-46; окись марганца

22-41; окись кальция 3-10; окись »(агния 2-11; окись титана 4-7; окись циркония 4-7, окись алюминия 0,5-5> окись железа 0,5-2; фтористый кальций 5-12. Дополнительный ввод в состав смеси отходов сварочного флюса и чу- а гунной стружки повышает степень усвоения компонентов магнийлитиевого. сплава, позволяет сохранить на высоком уровне модуль кольцевой прочности чугуна при существенном (в 5-10 раз) снижении стоимости смеси. 1 з.п. ф-лы, .2 табл.

Углерод 1-10

Отходы сварочного флюса 20-80

Чугунная стружка 9-30

При этом отходы сварочного флюса содержат следующие компоненты, мас.7:

Окись кремния 35-46

Окись марганца 22-41

Окись кальция 3-10

Окись магния 2-11

Окись титана 4-7

Окись циркония 4-7

Окись алюминия 0 5-5

1507805

Окись железа 0 5-2

Фтористый кальций 5-12

Стружка магнийлитиевого сплава соS держит следующие компоненты, мас ° :

Литий 7-9

Алюминий 4-6

Кадмий 3-5

Церий 0,01-0,2 10

Марганец 0,1-0,4

Цинк 0,8-2

Магний Остальное

Наличие в рафинирующе-модифицирующей смеси отходов сварочного флюса 15 в количестве 20-807 позволяет более эффективно устаиваться таким активным элементам-модификаторам из стружки магнийлитиевого сплава., как литий, магний, церий, цинк, кадмий, 20 которые способствуют получению в чугуне вместо пластинчатой формы графита,вермикулярной и.шаровидной. При этом отходы сварочного флюса способствуют разжижению образующихся шлаков, предохраняют от окисления элементымодификаторы, а из отходов сварочного флюса восстанавливаются легирующие элементы — цирконий, марганец, способствующие повышению механичес- 30 ких свойств чугуна.

При содержании в смеси менее 20% отходов сварочного флюса его действие как рафинирующего, защитного флюса не проявляется.

Ввод более 80% отходов сварочного флюса в состав модифицирующей смеси приводит к снижению жидкотекучести смеси, происходит ее окомковывание, что сказывается на плохой усвояемос- 40 ти в чугуне модифицирующих и легирующих компонентов.

Чугунная стружка в составе модифицирующей смеси в количестве 9-307 способствует лучшему. усвоению модифицирующих элементов магнийлитиевой стружки, предохраняет их совместно с рафинирующим флюсом (с отходами сварочного флюса) от угара, окисле ния. При этом чугунная стружка способствует утяжелению модифицирующей

:.меси, что предохраняет ее от быстро-, го всплывания на поверхность жидкого чугуна. Этим также усиливается эффекTHBHocTb модифицирования смеси. 11рН 55 наличии в смеси менее 9 чугунной стружки ее действие на эффективность модифицирования смеси не проявляется.

Ввод в смесь более 30% чугунной стружки приводит к ухудшению растворимости модифицирующей смеси и, как результат, к понижению ее модифицирующей способности.

Углерод в составе смеси в количестве 1-10% способствует.кристаллизации чугуна без структурно-свободных карбидов ° При содержании в составе менее

17. углерода его действие на создание активных центров кристаллизации графита малоэффективно. Ввод в состав смеси более 107 углерода приводит к образованию спели.

Наличие в составе смеси стружки магнийлитиевого сплава в количестве

10-407, содержащей активные элементымодификаторы (магний, литий, церий) и микролегирующие элементы (алюминий, кадмий, марганец), способствует повышению механических свойств чугуна, При содержании в смеси 107 магнийлитиевой стружки в структуре чугуна образуется недостаточное количество графита шаровидной и вермикулярной формы, что приводит к снижению механических свойств чугуна.

Ввод в состав более 40% дефицитной магнийлитиевой стружки при наличии в составе дешевого рафинирующего флюса (отходов сварочного флюса) является нецелесообразным и экономически не вывыгодным. Отсутствие в составе модифицирующей смеси силикокальция, выполняющего как рафинирующую, так и, в ос-. новном, графитизирующую роль в чугу-. не, и замене его рафинирующим флюсом не сказывается на эффективности Модифицирования чугуна, на повышении его механических свойств. При этом себестоимость применяемой смеси с рафинирующим флюсом значительно снижается.

Ф

Модифицирующая смесь приготавлива- ется в смесительных барабанах, куда компоненты поступают из бункеров для хранения, Отходы сварочного флюса марок АН60 (ГОСТ 9087-81) и АН65 (ТУ

14-11-22-54-77) имеют фракционный состал 0-2 мм..Стружка магнийлитиевого сплава размером 2-5 мм является отходом производства и марки не имеет.

Углерод используется в виде графита

ГЛС-3 (ГОСТ 17022-81), фракционный состав 0-2 мм.

Для испытаний подготовлены составы модифицирующих смесей, приведенных в табл. 1.

6 (смесь 9) модуль кольцевой прочности находился на одном уровне с предлаМ гаемыми испытываемыми составами смеси (смеси 1-4).

Снижение стоимости от применения предлагаемого состава модифицирующей смеси по сравнению с известным составляет 420 руб. на 1 т. При этом эффективность модифицирования и механические свойства чугуна труб находятся на одном уровне, как при применении известного состава модифицирующей смеси.

Формула изобретения

1. Модифицирующая смесь для обработки чугуна, включающая стружку магнийлитиевого сплава и углерод, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью снижения стоимости смеси при сохранении высокого модуля кольцевой прочности чугуна, она дополнительно . содержит отходы сварочного флюса и чугунную стружку при следующем соотношении компонентов, мас. :

Углерод 1-10

Стружка магнийлитиевого спла30 ва 10-40

Отходы сварочного флюса 20-80

Чугунная стружка 9-30

2. Смесь по и. 1, отличающ а я с я тем, что отходы сварочного флюса содержат следующие компоненты, мас. :

Окись кремния

Окись кальция

Окись титана

Окись алюминия

Фтористый кальций

Окись марганца

Окись магния

Окись циркония

Окись железа

35-46

3- 10I

4-7

0 5-5

5-12

22-41

2-11

4-7

0 5-2

5 15078

Составы 1-5 соответствуют верхним, нижним и средним значениям предлагаемой смеси.

Со тавы 6-8 соответствуют значес

5 ниям, выходящим за верхние и нижние содержания смеси, Стоимость смеси определяли, исходя из данных прейскуранта 1Р 01-05.

При, этом стоимости равны: отходов сварочного флюса 13 руб. за 1 т, стружки магнийлитиевого сплава

207 руб. за 1 т, чугунной стружки—

25 руб. за 1 т соответственно. Стоимость графита в среднем равна 75 руб. 15 за 1 т, Исследование состава смеси проводили на базовом составе чугуна, содержащем, мас. : углерод 3,5; кремний 2,4; марганец 0,6; хром 0,1; 20 фосфор 0,15; сера 0,12.

Чугун плавили в вагранке с копильником емкостью 10 т. Температура перегрева чугуна составляла 1350 С. Расход смеси составлял 0,5 от массы 25, жидкого металла. Смесь загружали на дно ковша перед выпуском металла из .копильника, Трубы отливали по заводской технологии °

Для исследования механических свойств, макро- и микроструктурного анализов от труб отбирали кольцевые пробы и испытывали в соответствии с

ГОСТ 9583-75.

Результаты испытаний приведены в табл. 2, 35

Как видно из приведенных данных, наилучшие показатели по модулю кольцевой прочности получены при использовании составов модифицирующей сме- 40 си 1-5, При модифицировании чугуна составами, отклоняющимися от верхнего и нижнего предела по основным компо- нентам (смеси 6 †), модуль кольцевой прочности несколько ниже из-за плохо45 го усвоения модифицирующих элементов смеси (магния и лития). При модифицировании чугуна известным составом

1507805

Таблица 1

Смесь Содержание. компонентов, мас.%

Стоимость смеси, руб./т

Отходы Силикокальсва- ций

Углерод

Стружка чугунная

Стружка

Ng-Liсплава рочного флюса

36,70

69,50

97,00

96,0 .

34 10

31,91

I00 32

100,52

455,85

10, 75

15 50

30 25

30 20

9 80

9,5 81

8 40

31 19.5

10

0 5

11.10

40 . 10

41

65

Таблица 2

Смесь

Механические свойства

Микроструктура чугуна

Модуль кольце вой

Твердость, НВ прочности кг/мм

I97.

2 75

207

3 76

207

4 76

207

2:

4

Ь

8

9 . (известная) Феррито-перлитная, перлита1 2%.

Графит — шаровидный + вермикулярный

Феррито-перлит", ная, перлита

14%

Графит — шаровидный + вермикулярный

Феррито-перлитная,перлита—

16%

Графит — шаро-

1 видный + вермикулярный

Феррито-перлитная, перлит—

l4%

Графит — шаровидный + вермикулярный

1507805

Продолжение табл. 2

Мнкроструктура чугуна

Смесь Механические свойства

Модуль Тверкольце дость, вой НВ прочности, кг/мм

Феррито-перлитная, перлита

14%

Графит — шаровидный.1герми- кулярный

Феррито-перлитная, перлита

17%

Графит - вермикулярный + пластинчатый

Феррито-перлитная, перлита

16%

Графит — вермикулярный + пластинчатый

Феррито-перлитная, перлита

18%

Графит — вермикулярный + пластинчатый

Феррито-перлитная, перлита

10%

Графит - шаровидный + вермикулярный

197

5 72

217

6 62

217

7 65

217

8 70

197

9 71 (извес гная) Составитель А. Бармыков

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор Т. Палий

Редактор Н. Киштулинец

Заказ 5519/30

Тираж 530 Подписное комитета IIQ изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

ВНИИПИ Государственного

113035, Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101