Модифицирующая смесь для обработки чугуна

 

Изобретение относится к литейному производству. Цель изобретения - повышение механических и литейных свойств чугуна и увеличение трещиностойкости отливки. Модифицирующая смесь содержит магний, силикомишметалл, азотированный силикобарий, нитриды кремния, кальций и ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%: магний 7-16, азотированный силикобарий 26-33, силикомишметалл 5-12, нитриды кремния 7-12, кальций 3-11, ферросилицийостальное. Дополнительный ввод азотированного силикобария, нитридов кремния и кальция способствует повышению на 20-30% механических и литейных свойств чугуна, снижает склонность отливок к образованию трещин за счет лучшей графитирующей способности и формирования более мелкозернистой структуры чугуна. 1 табл.

C0IO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (1) 4 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К Д ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ технологических и механических свойств. При концентрации HBòрицов кремния до 77 модифицирукша и графитизирующая способность смеси неп стаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4312043/31-02 (22) 05.10.87 (46) 23.10.89. Бюл . 11 39 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) Б. К.Святкин, М.И.Карпенко, Ю.Г.Серебряков и Т.И.Кньпп (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 749902, кл. С 21 С 1/00, 1980.

Авторское свидетельство СССР 973654, кл. С 22 С 35/00, С 21 С 1/10, 1982. (54) МОДИФИЦИРУЮЦАЯ CMECb ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЧУГУНА (57) Изобретение относится к литейному производству. Цель изобретения повышение механических и литейных

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам модификаторов для производства модифицированных высокопрочных чугунов.

Цель изобретения — повышение механических и литейных свойств чугуна, увеличение трещиностойкости отливок.

Модифицирующая смесь, содержащая магний, графит, силикомишметалл и ферросилиций, дополнительно содержит азотированный силикобарий, нитриды кремния и кальций при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Магний 7-16

Графит 7-15

Силикомишметалл 5-12

Азотированный силикобарий 26-33

2 свойств чугуна и увеличение трещиностойкости отливки. Модифицирующая смесь содержит магний, силикомишметалл, азотированный силикобарий, нитриды кремния, кальций и ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.7: магний 7-16; азотированный силикобарий 26-33; силикомишметалл 5-12; нитриды кремния 7-12; кальций 3-11; ферросилиций †остальн.

Дополнительный ввод азотированного силикобария, нитридов кремния и кальция способствует повышению на

20-303 механических и литейных свойств чугуна, снижает склонность отливок к образованию трещин за счет лучшей графитирующей способности и формирования болеее мелкозернистой структуры чугуна, 1 табл.

Нитриды кремния 7-12

Кальций 3-11

Ферросилиций Остальное

Дополнительное введение и состав модифицирующей смеси нитридов кремния повышает модифицирующую и графитизирующую способность, сика:ает склонность к усадке чугуна, измельчает структуру отливок в литом состоянии и после отжига. Присутствие в модифицирующей смеси более 12 нитридов кремния приводит к образованию в структуре отливок скоплений неметаллических включений, снижению

15)6503 точна и склонность к растрескиванию модифицированного чугуна н отливках повышается.

Азотиронанный силикобарий ннедеч

5 как эффективная модифицирующая добавка в состав смеси, снижающая усадку, трещиностойкость и остаточные термические напряжения. Ег<. концентрация ограничена содержанием 337., вьппе которого снижаются жидкотекучесть и механические свойства чугуна, а нижний предел (267) обусловлен высокими характеристиками остаточных напряжений и склонностью к трещинам модифицир(п> а>>ного чугуна при более низких концентрациях азотированного силпкобарпя.

Содержание магн11я ограничено нижним пределом (77.), с которого устойчиво получается шаровидный графит в модифицированном чугуне при хороших литейных свойствах. Прп увеличении концентрации магния более 167 усилилается пироэффект, снижается стабиль- 25 ность технологических и механических свойств и значительно II(>BLIL1Ëþòñÿ

15 усадка и остаточнь|е термические напряжения чугуна 13 отливках.

Кальций нн едеH для поньш1(э>шя компактности графита, склонности чугуна к графитизации, Верхний его предел ограничен низкой растворимостью н

30 чугуне, а при снижении его содержания менее 37 снижаются техцологическ11е

35 свойства.

Графит в модифицирующей смеси по— вышает технологические и механпческие свойства, снижает трсщ>1ностойкость и остаточные термические напряжения

40 чугуна н отливках.

Содержание графита н смеси более

157 снижает технологпч(1ские свойства чугуна и его прочностные характеристики. понижение концепт рапп>и гра(1>«та менее 77 снижает стабильность процесса модифициронания, степень усвоен>1я магния, трещиностойкость чугуна и увеличинает усадку и остаточные надемоди()>и>(т р(»;, а верхни11 предел для чугун н, (;>ерж-:ших легирующие и пряжения.

Силикомишметалл стабилизирует процесс модифициронания при некотором колебании химического состава исходного чугуна. Пил(нпй предел силикомишметалла применяется для модифииирона55 ния чугун(н с низким содержанием неметаллнческпх нкап че>1ий и не содержащих демоди(рицируь>щие элементы и неметаллические включения. При концентрации силикомишметалла более 127. в структуре появляется структурно свободный цементит в тонких сечениях отлинок, возрастает усадка, снижается однородность структуры в толстых сечениях, ухудшается форма графита и учеличиваются остаточные напряжения. При содержании силикомишметалла до 57. ухудшается форма графита, снижаются характеристики жидкотекучести и технологических свойств.

Для получения предлагаемой модифицирующей смеси используют следующие материалы: ферросилиций ФС-90, измельченный до фракции 0,2-2,0 мм; графит ГГр1 фракций 1,5-2,5 мм; магний Mr) в порошке; азотированный силикобарий СБЗОН, измельченный до фракции 0,2-2 мм; силикомишметалл Сиитмиш 3, измельченньп до фракции 0,12 мм; металлический кальций в порошке СК95 и порошковый нитрид кремния.

Для приготовления предлагаемой модифицирующей смеси сначала загружают ферросилиций, силикомишметалл и азотированный силикобарий, перемешивают н течение 2-3 мин, вводят нитриды кремш>я, перемешивают 1,5-2 мин и затем ннод>1т смесь графита, кальция и м(>гн1111, перемешивают до получения однородной массы и выпускают через окно и дне чаши н специальную емкость. ГоToBbl(модифицирующие смеси фасуют в бумажн1>е п>>кеты (по массе) и добавляют н расплав н количестве 0,6i. от массы чугуна, заливаемого н ковш.

Бидкотекучесть модифицированного чугуна определяют по спиральной пробе

Кери, а его склонность к растрескива1ьпю — не технологических комбинированных пробах высотой 300 мм с металлическ>1м 16-и гранным стержнем по числу горячих трещин на поверхности отливки. Объем усадочной раковины модифицированных чугунов в 1 см определяют по клинообразной технологической пробе высото" 100 нм с металлическим холодильником 70 70 30 мм в нижней части и металлическим стержнем толщиной 20 мм — н верхней части, залинаемой сифоном. Объем усадочной раковины, образовавшейся в пробной отл1шке, определяют по объему расплава, необходимого для ее заполнения.

))сходный чугун выплавляют в индукционных электропечах следующего хими7-12

3-11

Остальное

Технологические свойства

Предел прочно сти

Состав смеси

Содержание компонентов, мас.Х

Стойкость

Жидкотекучесть, мм

Усадочная раковина, см

АзотиСиликомищметалл

Нитриды кремния

Магний

Графит

Ферросилиций

Каль дий к растрескиваних! трещин при растякении!

МПа рованный силикобарий

7,05

0,73

830 620

7 3

1 7 26 5

Остальное

6,82

6,71

7,55

7,43

8,49

0,70

0,68

0,79

0,75

0,80

875 635

890 630

750 550

8I0 600

690 510

13 31 11 10 12 10

16 33 12 12 15 11

5 19 15 3 17 2

17 34 1 13 6 12

13 — 23 19

3

5

6 (иэвестный) Составитель А. Бармыков

Техред Л.Олийнык

Корректор M.Màêñèìèøèíåö

Редактор Н.Рогулич

Заказ 635)/25

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.ужгород, ул . Гагарина, 101

5 1516 ческого состава, мас. : углерод

2,9-3,1; кремний 1,7-1,9; марганец

0,35; фосфор 0,07; хром — до 0,06; сера — до 0,06; железо — остальное.

Дня испытаний модифицирующих смесеи составы l — 3 предлагаемого состава, состав 6 известного состава, а также составы 4 и 5, содержание компонеитов в которых выходит за 10 предлагаемые пределы (таблица) .

Как видно из таблицы, при использовании предлагаемой смеси дпя модифи цирования чугуна достигаются более высокие механические и литейные свой- 15 ства чугуна при меньшей склонности отливок к трещинообразованию.

Формул а и з о б р е т е н и я

Модифицирующая смесь для обработки чугуна, содержащая магний, графит, 2р

503 6 силикомишметалл и ферросилиций, о т личающая с я тем,чт<,с целью повышения механических и литейных свойств чугуна, увеличения трещиностойкости отливок, она дополнительно содержит аэотированный силикобарий, нитриды кремния и кальцы! при следующем соотношении компонентов, мас. ь .

Магний 7-16

Графит 7 — 15

Силикомишметалл 5-12

Азотированный силикобарий 26-33

Нитриды кремния

Кальций

Ферросилиций