Способ модифицирования серого чугуна
Владельцы патента RU 2367688:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "СИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (RU)
Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при модифицировании серого чугуна. Способ включает обработку расплава чугуна свинцовистыми силуминами в количестве 0,3-0,6% от массы расплава. Изобретение позволяет повысить механические характеристики деталей, изготавливаемых литьем, а именно: предел прочности чугуна 440-460 МПа и твердость 490-510 НВ. 1 табл., 1 ил.
Изобретение относится к металлургии чугуна и может быть использовано для повышения механических характеристик деталей, изготавливаемых литьем.
Известно использование модифицирующих смесей для повышения всего комплекса свойств, в том числе и механических, отливок из чугуна, например известны способы модифицирования серого чугуна фторопластом, оксидом кремния и шлаком производства синтетического силумина [1, 2].
Наиболее близким к заявляемому является способ модифицирования чугуна смесью, в состав которой входят окислы железа [3].
Однако уровень повышения механических свойств чугуна, обработанного по известному способу, недостаточен.
Задачей предлагаемого способа модифицирования является улучшение механических характеристик чугуна.
Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в способе модифицирования чугуна, включающего обработку расплава чугуна кислородосодержащим компонентом, в качестве последнего используют свинцовистые силумины в количестве 0,3-0,6% от массы расплава.
Свинцовистые силумины представляют собой сплавы на основе алюминия, содержащие 20-30% кремния, 1-20% свинца, 1-10% оксида алюминия (Аl2O3).
Использование свинцовистых силуминов для обработки чугунного
расплава позволяют достичь у чугуна предела прочности σв=440-460 МПа и твердость 490-510 НВ.
Пример. Химический состав чугуна, используемого в качестве шихты, следующий, мас.%: углерод - 4,19; кремний - 0,43; марганец - 0,68; фосфор - 0,13; сера - 0,03; железо - остальное. Расплавление шихтового чугуна и обработку расплава свинцовистыми силуминами проводили в индукционной печи вместимостью 60 кг. Шихтовый чугун расплавляли и доводили температуру до 1300-1360°С, после чего проводили модифицирование свинцовистыми силуминами в количествах 0,3 и 0,6% от массы расплава. После отстаивания расплава и снятия шлака проводили заливку проб в алюминиевый кокиль размером 170×120×15 мм. Из проб изготавливали образцы для металлографического анализа и испытания механических свойств. Полученные результаты приведены на чертеже и сведены в таблицу. Как видно из приведенных результатов, малые добавки свинцовистых силуминов полностью удаляют выделения графита из чугуна (чертеж), за счет чего эффективность данного способа модифицирования чугуна выше по сравнению с известным способом.
Предлагаемый способ модифицирования может быть использован при получении отливок из чугуна на металлургических и машиностроительных предприятиях.
Источники информации
1. Лепинских Б.И. Физико-химические закономерности модифицирования железо-углеродистых сплавов. М.: - Наука, 1986, стр.98.
2. Авт.св. №1548213, кл. C21C 1/08, С22С 35/00, опубл. 1990.
3. Авт.св. №709691, кл. C21C 1/00, опубл. 1980.
| Таблица | |||
| Способ модифицирования | Количество модификатора, % от массы расплава | Механические свойства | |
| σВ, МПа | НВ | ||
| Известный: смесью, содержащей | |||
| окалину железа 45-50% | |||
| карбид кальция 10-15% | 1 | 240-260 | 205-214 |
| плавиковый шпат 5-10% | |||
| карбид кремния или его шлам - остальное | |||
| Предлагаемый: | 0,3 | 441 | 492 |
| свинцовистым | 0,45 | 448 | 505 |
| силумином* | 0,6 | 460 | 509 |
| * Химический состав свинцовистого силумина в % (вес.): 30 Si; 1-20 Pb; 1-10 Аl2O3; Аl - остальное. |
Способ модифицирования серого чугуна, включающий обработку расплава чугуна кислородсодержащим компонентом, отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего компонента используют свинцовистые силумины в количестве 0,3-0,6% от массы расплава.
