Модификатор-брикет

 

Изобретение относится к машиностроению и металлургии и может быть использовано при изготовлении отливок из высокопрочного чугуна преимущественно методом внутриформенного модифицирования. Целью изобретения является повышение прочности брикета. Модификатор-брикет содержит магний, плавиковый шпат, ферросплав и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: 3-15 магния, 40-85 ферросплава, 0,3-4 плавикового шпата, остальное железо, причем ферросплав имеет следующий состав, мас.%: 3-12 магния, 0,3-4,8 кальция, 0,1-2,6 РЗМ, 40-60 кремния, остальное железо. Дополнительный ввод в состав брикета железа и в состав ферросплава магния в указанных соотношениях обеспечивает высокую прочность брикета на сжатие (σ сж=98-115 МПа) за счет формирования железом тугоплавкого каркаса брикета и повышения пластичности порошка ферросплава. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

(1% (11) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3-15

О, 3-4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

;(21) 4288309/31-02 (22) 22.07.87 (46) 30.08.90. Бюл. N 32 (71) Институт проблем литья АН УССР и Институт проблем материаловедения

AH УССР 1 (72) В.И.Литовка, В.Я.Куровский, В.Н.Клименко, В.С.Шумихин, А.П.Ляпунов, В.В.Венгер, А.М.Голосовкер, А.С.Дубровин, Ю.П.Щитков и О.С.Горелкин (53) 669,162.221,2 (088,8) (56) Авторское. свидетельство СССР

Р 1199803, кл. С 21 С 1/10, 1985, Авторское свидетельство СССР

У 1245596, кл. С 21 С 1/10, 1986. (54) МОДИФИКАТОР-БРИКЕТ (57) Изобретение относится к машиностроению и металлургии и может быть использовано при изготовлении отливок

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов брикетируемых модификаторов для получения высокопрочного чугуна преимущественно при внутриформенном модифицировании.

Цель изобретения — повышение прочности брикета. Поставленная цель достигается тем, что модифицирующий брикет, содержащий магний, плавиковый шлат и ферросплав, дополнительно содержит железо, а н составе ферросплава дополнительно содержится магний, при следующем соотношении компонентов, мас.Е:

Магний

Плавиковый шлат (g1)g С 22 С 35/00, .С 21 С 1/10

2 из высокопрочного чугуна преимущественно методом внутриформенного модифицирования ° Цель изобретения — повышение прочности брикета. Модификаторбрикет содержит магний, плавиковый шпат,; ферросплав и железо при следующем соотношении компонентов, мас,X: магний 3-15, ферросплав 40-85, плавиковый шлат 0,3-4, железо остальное, причем ферросплав имеет следующий состав, мас.7.: магний 3-12, кальций 0,3-4,8, РЗМ 0,1-2,6, кремний 40-60, железо остальное. Дополнительный ввод в состав брикета железа и в состав ферросплава магния в укаэанных соотношениях обеспечивает высокую прочность брикета на сжатие (5,„=98115 МПа) эа счет формирования железом g тугоплавкого каркаса брикета и повышения пластичности порошка ферроспла- С ва. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Ферросплав 40-85

Железо Остальное причем ферросплав содержит, мас.Х; магний 3"12, кальций 0,3-4,8, Р3М О, 12,6, кремний 40-60, железо остальное, Пределы содержания в брикете матния выбраны для обеспечения высокого усвоения его в чугуне и гарантированного получения графита шаровидной формы. При содержании магния менее 3Х брикет имеет низкую механическую проч" ность, а при более 157. этого элемента растворимость брикета повышается и усвоение магния снижается.

Магний, являясь пластичной составляющей, играет также роль связующего брикета, образуя в нем каркас, 1588790

Содержание плавикового шпата менее

0,3 недостаточно для заметного улучшения растворимости брикета из-за малого количества образующихся легко5 плавких соединений, а при содержании более 4 плавиковый шпат ухудшает прессуемость и механическую прочность брикетов, а также способствует образованию засоров отливки неметалличес- 10 кими включениями.

Содержание в ферросплаве указанных элементов является оптимальным в отношении повышения прочности и улучшения растворимости брикета в чугуне при внутриформенном модифицировании.

При этом магний, кальций, РЗМ и кремний, входящие в состав ферросплава, образуют ряд фаз, в том числе комплексный силицид, благодаря чему прес- 20 суемость брикета улучшается, При содержании в ферросплаве менее ЗХ магния, более 4,8Х кальция,. более 2,6Х

РЗМ, менее 40Х кремния растворимость брикета в чугуне при модифицировании в форме снижается, а при отклонении концентраций в ферросплаве этих элементов от оптимальных в другую сторону (магния более 12, кальция менее

0,3, РЗМ менее 0,1 ., кремния более 30

60X) комплексный силицид не образуется и прочность брикета ухудшается.

Ферросплав в составе брикета имеет фракционный состав менее 1 мм и является отходом дробления лигатур, используемых при внутриформенном модифицировании. При содержании менее

40 ферросплава прочность брикета при сравниваемой пористости практически не повышается, а растворимость ухудшается,что связано с большим содержанием железа, при более 85 ферросплава в брикете растворимость последнего высокая, а прочность падает из-за малой доли высокопластичных компонентов (магний и железо).

Железо, являясь связующим и имея высокую температуру плавления, замед.ляет растворение магния. Количество

его в брикете определяется содержани50 ем других компонентов, Для проверки эффективности модификаторов-брикетов предлагаемых составов провели испытания их в сравнении с брикетами известного состава.

Результаты испытаний приведены в таблице (1-4 — предлагаемые составы, 5-8 — запредельные составы, 9— известный состав), Прочность на сжатие брикетов сечением 80х80 мм определяли по стандартной методике. При изготовлении модифицирующих брикетов в качестве исходных материалов применяли. Порошок железный, порошок магниевый, плавиковый шпат, ферросплав ФСМг.

Смешивание исходных компонентов проводили в смесителе Еш — 100 и прессовали на прессе КА8132 до заданной пористости.

Экспериментально определено, что модификаторы-брикеты являются технологичными и могут применяться в производственных условиях, если их прочность на сжатие 5 не менее 20 MIIa, Из таблицы видно, что брикеты составов 1-4 по прочности удовлетворяют этим требованиям.

Брикеты составов 5-7 имеют или недостаточную прочность — 10-19 МПа или вообще не брикетируются. Брикет состава 8, хотя и имеет высокую прочность, однако растворялся с пироэффектом, сопровождавшимся выплесками чугуна иэ формы (в течение первых 10-!

2 с заливки металла).

Брикет известного состава 9 имеет низкую прочность и практически не брикетируется.

Таким образом, брикеты предлагаемого состава (1-4) по сравнению с известным имеют более высокую прочность.

Формула изобретения

1. Модификатор-брикет, содержащий магний, ферросплав и плавиковый шлат, отличающийся тем, что, с целью повышения прочности брикета, он дополнительно содержит железо, а в составе ферросплава дополнительно содержится магний при следующем соотношении компонентов, мас. :

Магний 3-15

Ферросплав 40-85

Плавиковый шпат 0,3-4,0

Железо Остальное

2, Модификатор-брикет по п,1, отличающийся тем, что ферросплав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.Х:

Магний 3-12

Кальций 0,3-4,8

РЗМ О, 1-2,6

Кремний 40-60

Железо Остальное

1588790

Содервание в Ферросплаве, иас.2

Hg Са РЗМ Si Fe Al Hn

Прочность брикета 6

МПа, прн пористостн, 2

Содервание в брикете, иас.2

Состав

Маг" железо Плави- Ферроний коный сплав

I T

16 20 24 шпет

6 Оста- — 0,3

6 5 4,8 1 4 50 ° 5 Остальное Следы Следы

115 105 90 льное

° !

Следы

2,7

Следы

1,6

П р н м е ч а н и е. x - состав не брикетируется.

Составитель А,Бармыков

Редактор М,Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Подписное

Тира1к 490

Заказ 2517

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.у1кгород, ул. Гагарина,101

3

5

7

82

4

II

17 ост.

1,5

4

5

О,l

87

3 0,3

12 4,6

5,4 2,9

2,5 5,3

4,0 4,4

2,7 0,3

12,8 0>15

l,3

О, l 60

2,6 40

1,0 52

2,0 37

3,0 63

О,1 65

О ° 05 45

0,6 74

1 °

I °

11

It

It

°

°

1 °

1 °

II

It

° 1

°

° °

11

И

II

It

° I

° !

1!! О

98

19 12

17

140 х

101 95

48 38

91 81

17 13 х х

14 10

125 105 х х