Модификатор

 

Изобретение относится к металлургии литейного производства, в частности к разработке составов серого чугуна для разностенных фасонных отливок. Модификатор содержит в качестве серокальцийсодержащего материала гипс 25-75 мас. % и ферросиликобарий 25-75 мас.%. Модификатор позволяет улучшить результаты по снижению отбела и увеличить литейные и механические свойства чугуна. 3 табл.

Изобретение относится к металлургии литейного производства, в частности к разработке составов серого чугуна для разностенных фасонных отливок.

Известен модификатор [1], который содержит следующие компоненты, мас.%: Кремний - 65-75 Кальций - 0,5-2 Редкоземельные металлы - 1,6-2,7 Железо - Остальное Недостатком данного модификатора является высокая температура усвоения модификатора и ошлаковывание отливок при низких температурах заливки и вследствие этого недостаточная эффективность снижения отбела. Наиболее близким к предлагаемому модификатору по технической сущности и достигаемому результату является модификатор [2] следующего химсостава, мас.%: Ферросиликобарий - 25-75 Окшара - 75-25 Недостатком данного модификатора является непостоянство получения положительных результатов по снижению отбела в отливках и повышения свойств чугуна из-за непостоянного состава окшары, т.к. она является отходом промышленности, а не конечным продуктом, имеющим строго определенный состав и свойства.

Технической задачей изобретения является подбор нового промышленно-выпускаемого вещества со строго определенным составом и свойствами, который вкупе с ферросиликобарием давал постоянные результаты по снижению отбела и увеличению литейных и механических свойств чугуна.

Техническая задача решается так, что модификатор, содержащий ферросиликобарий и серокальцийсодержащий материал, содержит в качестве серокальцийсодержащего материала гипс при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ферросиликобарий - 25-75
Гипс - 75-25
Аналогов, содержащих отличительные признаки предлагаемого технического решения, не обнаружено.

На ГАЗе, в условиях лабораторно-исследовательского отдела в литейной мастерской были проведены опытные сравнительные плавки с модифицированием чугуна в ковше с известным и предложенным модификатором.

Чугун выплавляли в индукционной печи ИСТ-016 с кислой футеровкой. В качестве шихты использовали чушковые передельные чугуны, возврат чугуна СЧ24, отходы стали и ферросплавы: ФС65Ба4 (ТУ 14-5-160-84), ФМН70 (ГОСТ 4755-91) и Гипс (ГОСТ 125-79). Металл перегревали в печи до 1500^oC и заливали образцы: клин на отбел, заготовки для механических свойств и жидкотекучесть. Чугун был следующего химсостава, %:
Углерод - 3,25
Кремний - 1,95
Марганец - 0,94
Хром - 0,15
Фосфор - 0,06
Сера - 0,056
Примеры конкретных составов модификаторов предлагаемого и известного приведены в таблице N 1, а результаты их использования приведены в таблице N 2. Оба модификатора вводили на струю металла при переливе из печи в ковш.

Как видно из таблицы N 2, у известного модификатора (N 1,2.3) очень большие скачки по твердости и механическим свойствам, в микроструктуре имеется междендритный графит и большая величина отбела. У предлагаемого модификатора (оптимальные свойства у усл. N 5-9) полностью отсутствует междендритный графит, колебания по твердости и механическим свойствам минимальны, нулевая величина отбела клина, уровень механических свойств у образцов на 25% выше, чем у известного модификатора, а жидкотекучесть на 15% выше.

С 4-м составом модификатора - 20% ФС65Ба4 + 80% гипса - чугун получается с недостаточной жидкотекучестью и низкими свойствами.

С 10-м составом модификатора - 80% ФС65Ба4 + 20% гипса - чугун получается с низкими механическими свойствами и недостаточной жидкотекучестью.

Самые оптимальные свойства у чугуна получили в 5-9 вариантах предлагаемого модификатора (таблица N 2). Оптимальная добавка предлагаемого комплексного модификатора находится в пределах 0,3-0,4%. В литейном цехе ГАЗа были проведены производственные испытания предлагаемого модификатора в сравнении с известным. Отливались детали диска сцепления, клин на отбел и заготовки ⊘ 30 мм для вырезки образцов на механические свойства. Результаты исследования сведены в таблицу N 3.

Модификатор с усл. N 2 состава 50% ФС65Ба4+50% гипса по эффективности снижения отбела превосходит модификатор с усл. N 1 состава: 50% ФС65Ба4+50% окшары в 4 раза и повышает прочностные свойства чугуна на 15-20%.

Список литературы
1. Г.А. Косников, В.А.Грачев, В.Н.Михайлов и С.И. Дворник. "Модификатор". А. С. 836184, МКИ C 22 C 35/00.

2. Ю. А.Зиновьев и др. "Модификатор серого чугуна". А.С. 1675376, МКИ C 22 C 35/00.

Формула изобретения

Модификатор серого чугуна, содержащий ферросиликобарий и серокальцийсодержащий материал, отличающийся тем, что в качестве серокальцийсодержащего материала используют гипс при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ферросиликобарий - 25 - 75
Гипс - 75 - 25

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3