Способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом

 

Применение - производство отливок из чугуна с шаровидной (ЧШГ)или вермикулярной (Ч В Г) формой графита. Сущность предложенного способа получения ЧШГ и ЧВГ заключается в том, что при внутриформенном модифицировании в реакционную камеру одновременно с магнийсодержащим (графитсфероидирующим) веществом и кремнийсодержзщим (графитизирующим) сплавом дополнительно вводят азотсодержащее вещество (полный амид угольной кислоты, цианамид кальция и т.д.). При этом в качестве сплава на основе Si применен ферросиликобарий. Предложенный способ получния чугуна обеспечивает повышение трещиностойкости в 1,1-1,28, прочности в 1,21-1.31 раза. 2 з.п.ф-лы. 2 табл.

(19) (! 1) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s1)S С 21 С 1/10

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4803059/02 (22) 16.03.90 (46) 23.08.92. Бюл. М 31 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) Э.В. Захарченко и А.Э. Захарченко (56) Патент Англии 1Ф 1503226, кл. С 21 С 1/10, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 908513, кл. В 22 О 27/20, 1979. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА С ШАРОВИДНЫМ И ВЕРМИКУЛЯРНЫМ ГРАФИТОМ (57) Применение — производство отливок из чугуна с шаровидной (ЧШГ) или вермикулярИзобретение относится к области литейного производства, в частности к получению чугуна с шаровидным и вермикуля рным графитом в литейной форме.

Целью изобретения являются повышение прочности и трещиностойкости чугуна.

Это происходит за счет того, что аэотосодержащее вещество при контакте с жидким чугуном в реакционной камере претерпевает термодеструкцию с выделением атомарного азота, который растворяется в жидком чугуне в количествах выше предела его растворимости в твердом чугуне. При кристал" лизации азот обеспечивает получение полностью перлитной металлической матрицы отливок, повышая таким образом прочность и трещиностойкость.

Плавки чугуна выполняли в литейном цехе опытного производства Института проблем литья АН УССР. Чугун химического состава, мас.,(,: углерод 3,6 — 3,8; кремний . 2,0-2,2; марганец 0,2-0,3; сера, сера, фосной (ЧВГ) формой графита, Сущность предложенного способа получения ЧШГ и ЧВГ заключается в том, что при внутриформенном модифицировании в реакционную камеру одновременно с магнийсодержащим (графитсфероидирующим) веществом и кремнийсодержащим (графитизирующим) сплавом дополнительно вводят азотсодержащее вещество (полный амид угольной кислоты, цианамид кальция и т.д.). При этом в качестве сплава на основе Si применен ферросиликобарий, Предложенный способ получния чугуна обеспечивает повышение трещиностойкости в 1,1-1,28, прочности в

1,21 — 1,31 раза, 2 з.п.ф-лы, 2 табл. фор менее 0,02, заливали в литейную форму, литниковая система которой включала вспомогательную полость — реакционную

- камеру, изготовленную из материала с низкой газопроницаемостью. В реакционную камеру. помещали механическую смесь модификаторов, состоящую из графит-сфероидизирующего вещества (грану- 6д лированного магния) и графитирующего О вещества (дроблен ного ферросиликобария) (с) в равных количествах. Расход магния при получении чугуна варьировали в пределах

0,06-0,12 мас, что позволяло получить в отливках графит вермикулярной или шаровидной формы. Результаты испытаний приведены в табл.1 и 2.

Использование. предложенного способа получения чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом позволило повысить прочность и трещиностойкость для чугуна с шаровидным графитом соответственно на 20-30 Д и на 10-28 ; для чугуна с

1756363

Та блица1

ОС мПа

Форма вклю" чеиий граФита в отливках

Kjc, Mtla 1oS

Rag

Mr A8 Г

1445

507 56

220 516 57

220 617 62

220 628 64

220 636 69

220 664 . 72

1370 492 51

1370 612 62

1370 637 64

1370 643 67

0,003

0,007

0,011

0,013 .О, 014

0,018

0,004

ÎеО12

0,014

0,019

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

0,12

О, 12

0,12

ШГФ5

ШГФ5

ШГФ5

ШГФ5

ШГФ5

Ш ГФ5

ШГФ5

ЮГФ5

6ГФ5

ШГФ5

3 87

5 85

1О 80

20 70

30 60

3 87

5 85

10 80

20 70

10

10

-1О

7

10, 10

10

10 вермикулярным графитом соответственно на 17-24ф, и на 17,5-22,5 .

В таблицах приняты следующие условные обозначения:

IVlr — магний

AB — азотсодержащее вещество

Г -- графитизирующий материал

° T> — температура заливаемого в форму чугуна

Т вЂ” температура термодеструкции аэотсодержащего вещества KI< — соответственно предел прочности чугуна при растяжении и трещиностойкость

N — содержание азота в чугуне

RMg — расход магния при получении отливок

В табл.1 приведены данные о получении высокопрочного чугуна с шаровидным графитом по прототипу(опыт 1) и предложенному способу (опыт 2-10). По предложенному способу в опытах 2-6 использовали в качестве азотсодержащего вещества полный амид угольной кислоты, в опытах 7-10 — цианамид кальция. В опытах 2,7 содержание азотсодержащих веществ выходил эа заявляемые пределы — цель изобретения не была достигнута.

Ъ

В табл.2 приведены данные о получении высокопрочного чугуна с вермикулярным графитом по прототипу (опыт 1) и предложенному способу(опыты 2-8). В опытах 2-4 использовали полный амид угольУ Состав модифицирующей и/и смеси ной кислоты. в опытах 5-8 — циамид кальция. В опытах 4, 8 содержание азотсодержащих веществ выходили за заявляемые пределы — цель изобретения не была достиг5 нута.

Формула изобретения

1. Способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным, и вермикулярным графитом, включающий обработку расплава

10 в реакционной камере модификатором в виде механической смеси графитсфероидиэирующих и графитизирующих материалов, о т л и ч а шийся тем, что, с целью повышения прочности и трещиностойкости

15 чугуна, в реакционную камеру одновременно с механической смесью вводят азотсодержащее вещество, имеющее температуру термодеструкции ниже температуры заливаемого в реакционную камеру чугуна, в ко20 личестве 5-50 ф от массы механической смеси, при этом в качестве графитизирующего материала используют ферросиликобарий.

2. Способ по п.1. отличающийся

25 тем, что в качестве азотсодержащего вещества вводят, например, полный амид угольной кислоты или цианамид кальция.

3. Способ пои l,отл и ча ю щ ий с я тем, что в качестве графитиэирующего мате30 риала используют сплав следующего химического состава, $: кремний 60-65, барий

5-7, железо и сопутствующие микропримеси — остальное.

1756363

Табяица2

"1 » к япа ипа Il

К

n/è

Состав модифицирунцей смеси

ТВ, OC форма вклвчений графита в отливках

Г !

Мг AD Г

0,002

0,023

0,034

О, 042 )0

10 40

40

0,022

0,025

0,028

0,037

Составитель A,Çàõàp÷åíêî

Техред МЯоргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

Заказ 3062 Тираж Подйисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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

4

5 б

10 50

1О 55

10 30

10 40

10 50

10 55

146О

1465 ! 460

1445

328 40

22о 384 47

220 333 48

220 323 36

1370 397 47

1370 403 48

1370 408 49

1370 337 38

О, 06 ВГФ2

0,06 БГФ2 ю,oá вгфг

О, 06 ВГФ2

0,06 ВГФ

О, 06 ВГф2

О, 06 ВГФ2

О, Об ВГф2