Лигатура на основе бора

 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам модификаторов, предназначенных для внепечной обработки серого ваграночного чугуна, имеющего температуру 1250-1310 С. Цель изобретения - повышение скорости растворения присадки и снижение отбела на кокильном литье. Модификатор для низкотемпературного серого чугуна содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: магний барий 1-8; кальций 0,3-5,0; редкоземельные металлы цериевой группы 8-35; алюминий 10-70f железо 0,5-12,0; цинк 0,5-5,0; кремний 8-50. Повышение скорости усвоения по сравнению с другими легкоплавкими модификаторами способствует повышению степени усвоения и эффективности при снятии отбела. Модификатор уменьшает бракуемость литья при обработке и трещинообразование , при перегрузках изделий. 2 табл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК щ) С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГНКТ CCCP (21 ) 479231 7/02 (22) 22.12.89 (46) 15.01.92. Бюл. и 2 (71) Уральский научно-исследовательский химический институт Научно-производственного объединения "Кристалл" (72) А.С. Нечепуренко, Э.А. Кнышев, З.Г. Степанова, В.И. Кейлин, А.Н. Невраев, А.А. Филиппов, В.В. Маркин и В.A. Алексеев (53) 669.15-198 (088.8) (56) Электрометаллургия стали и ферросплавов. Под ред. Д.Л. Поволоцкого, M. Металлургия, 1974, с. 529.

Аморфный бор, ТУ-6-02-923-74, марка Б-97.

Изобретение относится к области, металлургии сплавов, а именно аморфных кобальтовых сплавов, получаемых при высоких скоростях охлаждения расплава и при использовании борсодержащих аморфизирующих лигатур.

Известна лигатура - Ферробор, применяемая для получения аморфных кобальтовых сплавов, содержащая следующие компоненты, мас.1:

Бор 17-20

Кремний «3

Алюминий 5

Углерод (J,20 Железо Остальное

Нрименение этой лигатуры в качестве борсодержащей аморфиэирующей добавки при получении лигатур - заготовок аморфных сплавов - приводит

„„SU„„1 5388 A 1

2 (54) ЛИГАТУРА НА ОСНОВЕ БОРА (57) Изобретение относится к металлургии сплавов, а именно аморфных кобальтовых сплавов, получаемых при высоких скоростях охлаждения расплава. Цель изобретения - повышение степени усвоения бора. Предлагаемая лигатура на основе бора, содержащая углерод, содержит бор в f3-ромбоэдрической модификации и дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.3: у гле род 0,5-2, 5; кобальт О, 6-12,5; бор остальное. 1 табл. к низкому выходу аморфной ленты ввиду присутствия в лигатуре алюминия 3 и низкой степени усвоения бора иэ фер" О робора в расплав ° (;л

На иболее близ ким по те хн и че ской сущности и достигаемому эффекту яв- QQ ляется бор аморфный марки,Б-97, ко- QQ торый применяется в качестве борсодержащей добавки при получении лигатур - за готовок аморфных кобальтовых сплавов (аморфной ленты). Бор аморфныи содержит следующие компгненты, :В» мас. 3:

Бор Не менее 97,0

Углерод Не более 0,25

Хлор Не более fl,1

Недостатком данного продукта является то, что при получении кобальтбористой лигатуры усваивается лишь

1705388

80 мас.> а осиного а рэс.илаа бора, остальное количество с.«эрает на з< ркале расплава или образует гарнисаж на тигле. Это происходит за счет очень плохого смачиаания точкодиитерсно< о порошка аморфного бора, что значительно повышает себестоимость аморфных сплавов.

Целью изобретения является повыа<е10 ние степени усвоения бора сплавом.

Поставленная цель достигается тем, что лигатура на основе бора, содерж1щ1я углерод, содержит бор в (3-ромбоэдрической модификации и дополни15 тельно кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.4:

Углерод 0,5-2,5

Кобальт 0,6-12,5

Бор Остальное

Применен ие ли га туры, соде ржаще и бор в Р -ромбоэдриче ской модификации, увеличивает степень усвоения бора в расплаве эа счет улучшения смачиааемости его расплавом и позволяет вводить ее в шихтоаку в виде кусков.

Нижний предел по углероду определяется тем, что частицы лигатуры плохо смачиваются расплавом и выходят на поверхность зеркала расплава, что снижает степень усвоения бора расплавом.

Повышение содержания углерода более 2,5 мас. ведет к образованию карбида бора, который снижает аморфиэирующее свойство лигатуры и снижает степень усвоения бора за счет связывания части бора с углеродом.

Присутствие кобальта а 13 -боре значительно увеличивает степень усво40 ения бора из лигатуры в расплав за счет улучшения смачиааемости частиц лигатуры, где бор уже связан с кооальтом с образованием твердых растворов.

При содержании кобальта менее

1,6 кэс.> значительно снижается степень усвоения сора из лигатуры в расп. лав за счет недостаточной смачиваекости частиц Р -бора расплааом на ос нове кобальта. 50

При содержании кобальта более

12,5 мас.3 снижается степень усвоения бора иэ лигатуры за счет возраста ния взаимодействия лигатуры со стенкаки графитового тигля, что приводит к росту содержания углерода в лигатуре и сказывается на качестве сплава.

ll р и и е р 1. Для получения лигатуры (ссст, <3 шихты 1 а табл.1) смешивают перро <и полиборидэ магния (ИГВ < ) и к Аэльтэ марки ПК-1 в течение 30 м,;и а «<а1 с с ой вибрамельнице . Далее сме с ь прс с суют на т абле тмашине МТ-ЗА а брикеты размером

И 30 мм и b 2П-25 мм. Брикеты загружают в грэфитовый тигель И 220 мм с покрытием из нитрида бора и устанавливают его в печь типа ИВ-00.16. Индукционную печь герметизируют до остаточного дэвления 1 10 MM рт.ст.

Включают нагрев, разогревают брикеты до 1840-1860"С и выдерживают в течение 1 ч до полной очистки лигатуры от примесей типа магния и др. Затем нагрев отключают и по охлаждении тигля его извлекают из печи и разгружают. Полученные оплавленные брикеты лигатуры имеют следующий химический состав, мас.Ф:

-бор 98,0 глерод 1,4

Коба льт 0,6

Рентгеноструктурный анализ показал, что бор находится в виде Р-ромбоэдрической модификации. С применением этой лигатуры получают заготовки для аморфного сплава типа 71КНСР.

Выход бора иэ лигатуры в заготовку сплава 92,3 против 80ь в случае применения бора аморфного марки

Ь-97.

Пример 2. Для получения лигатуры состава 3 (см.таблицу) смешивают также порошки полиборида магния (MgB <<) и кобальта в шаровой мельнице в течение 40 мин. Далее по примеру 1 прессуют и спекают при 1860 С.

В результате получена лигатура со следующим химическим составом, мас.1:

-бор 85,0 гле род 2,5

Кобальт 12,5

С применением этой лигатуры полу чен сплав-заготовка для получения аморфной ленты сплава 71 КНСР. Выход бора иэ лигатуры в заготовку сплава 91,8 против 80 в. случае использования бора амсрфного.

С целью определения граничных значений содержания компонентов в лигатуре проведены опытные плавки с получением заготовок и получением аморфной ленты и э сплава типа 71 КНСР, ре- зультаты которых приведены в таблице.! У0,38Р лигатуры 181 ПУС>, и стоимссти аморфного бора ?64 руб.) .

Результать испытаний показали, что применение лигатуры на основе бора в Р -ромбоэдрической модификации, содержащей компоненты в соотношении, мас.3:

Углерод 0,5-2,5

Кобальт 0,6-!2,5

5пр Остальное позволяет увеличить степень усвоения бора из лигатуры в расплав-заготовку на 11-124, что снижает себестоимость аморфных сплавов.

Экономический эффект образуется за счет увеличения степени усвоения бора из лигатуры расплавом заготовки и составляет 130 руб. на кг вводимой лигатуры (при стоимости 1 кг

Формула изобретения

Лигатура на основе бора, содержацаяуглерод, от ли чающая с я тем, что, с целью повышения степени усвоения бора, она содержит бор в j3 -ромбоэдрической модификации и дополнительно содержит кобальт при следующем соотношении компонентов, мас.1:

Углерод 0,5-2,5

Коба ль т 0,6-12,5

Бор в Р -ромбоэдрической модификации Остальное

15

Г, мас.Ф Усвоение

Состав шихты, мас. Ф

Состав лигатуры

12 и пп бора в заготовку от исходного, полибокоба ль т

Со рид магния

1,4

0,52

0,52

11,4

2,5

11,4

2,5

1,3

1,6

0,5

0,49

0,51

1,41

0,52

0,59

12, 60

8,70

11,5

2,51

8,2

0,50

Прототип — бор аморфный

97,4

0,28 02+С161,5 80,0

Составитель А. Нечепуренкб

Редактор О. Спесивых Техред А,Кравчук Корректор M. Самборская

Заказ 17? Тираж Подписное I

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

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

1 99,48

2 99,48

3 88,6

4 88,6

5 98,7

6 98,4

7 98,7

8 99,48

9 88,5

10 91,8

98,0

98,1

85,0

84,9

98,0

98,0

98,0

98,0

84,8

90,8

0,60

0,60

12,50

12,50

1,20

1,51

1,49

92,3

89,9

91,8

89,2

92,0

89,7

92,6

89,0

89,4

91,9