Модификатор чугуна

 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к литейному производству, и может быть использовано в литейных цехах машиностроительных и металлургических заводов для предотвращения отбела отливок при изготовлении их из чугуна с температурой расплава ниже 1350°С. Модификатор чугуна содержит, мас. % : силумин 10 - 20; полиэтилен 5 - 15; силикобарий остальное. Предлагаемый модификатор обладает повышенной графитизирующей способностью. 2 табл.

Изобретение относится к черной металлургии, преимущественно к изысканию составов модификаторов для ковшовой обработки чугунов.

Для модифицирования чугуна с целью устранения отбела в отливках чаще всего используют модификаторы, представляющие собой сплавы или смеси компонентов, раздробленных в гранулы. Например, модификатор (Авторское свидетельство N 672220, 15.03.79, кл. C 22 C 35/00), содержащий, мас. силикомешметалл 5.25; силикокальций 30.35; силумин 15.30, литейный кокс 10.30.

Недостатком указанного модификатора является малая эффективность его при вводе в чугун с температурой ниже 1350^оС из-за шлакования компонентов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является модификатор, применяемый в металлургии с целью устранения отбела в отливках [1] Состав модификатора, мас. карбид кремния 20.40; силумин 10.20; силикобарий остальное. Модификатор получают механическим перемешиванием.

Однако известный модификатор положительно действует на чугун лишь при температуре ввода выше 1320^оС. При вводе модификатора в чугун, температура которого ниже 1320^оС, графитизирующее действие модификатора резко снижается из-за тугоплавкости карбида кремния. Отливки имеют поверхностный и кромочный отбел.

Целью изобретения является повышение графитизирующего действия модификатора при модифицировании чугуна, температура которого ниже 1320^оС.

Это достигается тем, что в модификатор чугуна, состав которого, мас. силумин 10.20; силикобарий остальное, введен дополнительно полиэтилен в количестве 5.15 мас.

Полиэтилен, разлагаясь при температурах модифицирования, выделяет газообразные продукты, которые интенсивно перемешивают металл, улучшая тем самым условия растворения остальных компонентов модификатора. Одновременно при деструкции полиэтилена выделяется молекулярный графит, являющийся центрами графитизации, активация которых обеспечивается остальными компонентами модификатора.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый модификатор отличается от известного введением нового компонента полиэтилена.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных составов модификаторов, используемых при модифицировании чугуна, показал, что силумин, силикобарий с карбидом кремния не обеспечивают модификатору графитизирующего действия при температуре жидкого чугуна ниже 1320^оС, а проявляются в заявляемом решении в сочетании силумина и силикобария с полиэтиленом, устраняется поверхностный и кромочный отбел чугунных отливок. Это позволяет сделать вывод о том, что заявляемое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Примером конкретного выполнения является экспериментальная проверка заявляемого состава.

Были приготовлены шесть составов модификатора, из которых пять составов предлагаемого модификатора с различным содержанием компонентов и один состав модификатора, соответствующий составу модификатора-прототипа. Химический состав всех видов модификаторов приведен в табл.1.

Графитизирующую способность модификатора определяли по величине отбела технологической клиновой пробы, отливаемой в стержне и охлаждаемой с одной стороны массивным стальным холодильником.

Чугун плавили в вагранке. Модифицирование проводили при температуре 1280^оС, 1300^оС и 1320^оС.

Химический состав модифицируемого чугуна, мас. углерод 3,4.3,6; кремний 2,5.2,7; марганец 0,5.0,6; фосфор 0,05.0,1, сера 0,1.

Результаты испытаний приведены в табл.2.

Уменьшение в составе модификатора полиэтилена менее 5,0% не обеспечивало перемешивания металла и усвоения остальных компонентов модификатора, а увеличение полиэтилена более 15,0% в составе модификатора приводит к бесполезному выгоранию этого компонента.

Введение бария в модификатор в составе силикобария способствует повышению устойчивости центров графитизации, увеличению времени их сохранения, подавлению выпадения структурно-свободного цементита.

При содержании в модификаторе силикобария менее 65,0% снижается графитизирующий эффект модификатора, а при увеличении его содержания более 85,0% противоотбеливающие свойства модификатора практические не изменяются по сравнению с оптимальным составом.

Ввод алюминия в модификатор в составе силумина способствует повышению его графитизирующего действия.

При содержании в составе модификатора силумина менее 10,0% модификатор не оказал ощутимого влияния на микроструктуру чугуна; при содержании силумина более 20,0% в чугуне образуются плены, которые снижают механические свойства чугуна и ухудшают форму графита.

Испытания свидетельствуют, что предлагаемый модификатор обеспечивает эффективное устранение отбела при модифицировании чугуна, температура которого 1280.1320^оС, что не достигается при использовании модификатора-прототипа.

Таким образом, предлагаемый модификатор может быть рекомендован для модифицирования ковкого чугуна, температура которого 1280.1320^оС.

Формула изобретения

МОДИФИКАТОР ЧУГУНА, содержащий силумин и силикобарий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит полиэтилен при следующем соотношении компонентов, мас.

Силумин 10 20 Полиэтилен 5 15 Силикобарий Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2