Смесь для обработки чугуна

 

Изобретение относится к смесям для обработки чугуна. Целью изобретения является устранение пироэффекта при обработке, пористости чугуна в отливках и стабилизация структуры чугуна. Смесь содержит гранулы сплава Mg-РЗМ-Al, покрытые солевой оболочкой, состоящей из галоидов щелочных, щелочно-земельных металлов и магния и ферросилий в соотношении, мас.%: гранулы сплава Mg-РЗМ-Al 10-20; ферросилиций остальное. При этом сплав Mg-РЗМ-Al содержит, мас. % магний 16-24; РЗМ 1-4; алюминий остальное, кроме того ферросилиций содержит, мас.%: Si 55-80; элемент из группы, включающей Ca, Ba, РЗМ - 1-30, Fe остальное. И, наконец, масса солевой оболочки гранул сплава Mg-РЗМ-Al составляет 0,3-3,5% от общей массы гранул. При обработке предлагаемой смесью до эвтектического кремниймарганцевого чугуна был полностью устранен пироэффект, отливки чугуна получились беспористые и структура чугуна была наиболее стабилизированная за счет равномерного выделения шарового графита. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к обработке в расплавленном состоянии железных сплавов, а более конкретно к составам смеси для обработки чугуна, и может быть использовано при получении высокопрочного чугуна в металлургической, машиностроительной, металлообрабатывающей отраслях народного хозяйства. Целью изобретения является устранение пироэффекта при обработке, пористости чугуна в отливках и стабилизация структуры чугуна. П р и м е р. Для экспериментального опробования предлагаемого изобретения были подготовлены смеси, соответствующие известному и предлагаемому составам. Смеси готовили смешиванием компонентов в двухконусных безотвальных бегунах, гранулы сплава магний-РЗМ-алюминий получали сплавлением компонентов в плавильной печи под хлоридно-фторидными плавками и дальнейшим гранулированием расплава на установке грануляции. Сплав РЗМ типа магний-церий марки МВ-40 (ТУ 48-4-280-78) вводился в расплав магния и алюминия непосредственно перед его грануляцией. В качестве кремнийсодержащих ферросплавов использовали гранулированный силикокальций, силикомишметалл и силикобарий. Каждую смесь вводили отдельно на дно ковша в количестве 0,5% от массы обрабатываемого расплава и пригружали стальным скрапом. Чугун, выплавленный в индукционной тигельной печи типа ИЧТ-1, имел следующий химический состав, мас. углерод 3,5-3,7; кремний 1,8-2,0; марганец 0,2-0,4; хром до 0,1; фосфор до 0,05; сера до 0,03; Наличие пироэффекта при обработке чугуна оценивали визуально, пористость замером площади пористости в опытных отливках, стабильность структуры по среднеквадратичным отклонениям количества шаровидного графита в структуре чугуна по результатам трех экспериментов. Составы испытанных смесей и результаты испытаний приведены в таблице. Дополнительный ввод в состав гранул магниевого сплава алюминия обеспечивает при предлагаемом соотношении компонентов сплава и солевой оболочки более низкую гигроскопичность гранул, что способствует устранению газовой пористости в отливках. Кроме этого алюминий снижает упругость паров магния в расплаве, обеспечивая более спокойную реакцию и снижение пироэффекта при обработке расплава чугуна предлагаемой смесью. При содержании магния в гранулах менее 16 мас. в составе гранул излишне возрастает количество алюминия, способствующего при его избыточном вводе в чугун формированию пористости в отливках. При содержании магния в гранулах более 24 мас. возрастает их гигроскопичность, пористость чугуна в отливках и пироэффект при его обработке предлагаемой смесью. Пределы содержания РЗМ в гранулах магниевого сплава обусловлены их влиянием на гигроскопичность и реакцию гранул в расплаве чугуна. При содержании РЗМ-1% их положительного влияния на достижение цели изобретения не проявляется, а при их содержании более 4 мас. возрастает пироэффект реакции. Пределы содержания алюминия в гранулах обусловлены снижением им гигроскопичности гранул (нижний предел) и началом собственного отрицательного действия на пористость чугуна (верхний предел). Предлагаемое соотношение компонентов смеси обеспечивает как снижение пироэффекта за счет ингибиторного действия кремнийсодержащего ферросплава, так и уменьшение пористости чугуна в отливках за счет совместного влияния компонентов гранул магниевого сплава и кремнийсодержащего ферросплава. При содержании гранул магниевого сплава в смеси менее 10 мас. соответственно кремнийсодержащего ферросплава более 90 мас. не обеспечивается стабильности результатов обработки чугуна, снижается температура обрабатываемого металла, ухудшаются его свойства, возрастает пористость и другие дефекты в отливках. При содержании гранул магниевого сплава более 20 мас. (соответственно кремнийсодержащего ферросплава менее 80%) возрастает пироэффект реакции смеси с расплавом, ухудшаются результаты обработки чугуна. Применение солевой оболочки гранул указанного свойства и количества обеспечивает ее надежное взаимодействие с алюминием, входящим в состав гранул магниевого сплава, с формированием негигроскопических соединений на поверхности гранул, устраняющих формирование газовой пористости в отливках, кроме того солевая оболочка снижает пироэффект и улучшает стабильность реакции магния в расплаве. При массе солевой оболочки менее 0,3% от общей массы гранул ее влияние на достижение цели изобретения не проявляется, при массе солевой оболочки более 3,5% гигроскопичность гранул резко возрастает, увеличивается пористость отливок. Ввод в состав кремнийсодержащего ферросплава (1-30)% кальция, бария или РЗМ обеспечивает наряду со снижением пироэффекта за счет формирования комплексных труднорастворимых соединений на поверхности растворяющихся гранул также и самостоятельное раскисляющее металл действие, что повышает качество, способствует снижению пористости чугуна в отливках. При содержании указанных элементов в ферросплаве менее 1% их положительное действие не проявляется, при их содержании в ферросплаве более 30% возрастает количество шлаковых включений, снижается качество, увеличивается пористость чугуна. Как следует из данных, представленных в таблице, предлагаемое изобретение позволяет исключить пироэффект при обработке, устранить пористость чугуна в отливках и стабилизировать структуру чугуна.

Формула изобретения

1. Смесь для обработки чугуна, содержащая гранулы сплава магний РЗМ, покрытые солевой оболочкой из смеси галоидов металлов, ферросилиций, отличающаяся тем, что, с целью устранения пироэффекта при обработке, пористости чугуна в отливках и стабилизации структуры чугуна, сплав магний - РЗМ дополнительно содержит алюминий при следующем соотношении компонентов, мас. Магний 16 24 РЗМ 1 4 Алюминий Остальное а соотношение компонентов в смеси составляет, мас. Гранулы сплава Мg РЗМ -Аl 10 20 Ферросилиций Остальное 2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что масса солевой оболочки гранул сплава Mg P3M Al cocтавляет 0,3 3,5% от общей массы гранул, а в составе оболочки содержится смесь галоидов щелочных, щелочноземельных металлов и магния. 3. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что применяют ферросилиций с добавками элемента из группы, содержащей кальций, барий, РЗМ, при следующем соотношении компонентов, мас. Кремний 55 80 Элемент из группы, содержащей Са, Ва, РЗМ 1 30 Железо и примеси Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---