Термитная смесь для получения кремнистых чугунов


 


Владельцы патента RU 2465095:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Камская государственная инженерно-экономическая академия" (ИНЭКА) (RU)

Изобретение относится к металлургической и машиностроительной промышленности и может быть использовано при производстве литых заготовок из кремнистых чугунов. Термитная смесь содержит железную окалину и дополнительно силуминовую и графитовую стружку при следующем соотношении компонентов, мас.%: железная окалина 64-73,9, силуминовая стружка 26-34, графитовая стружка 0,1-2. Технический результат заключается в безотходном варианте проведения процесса СВС с получением кремнистого чугуна и корундовых бетонных смесей, что позволит повысить эффективность утилизации дисперсных отходов машиностроения и металлургии. 1 табл.

 

Изобретение относится к металлургической и машиностроительной промышленности и может быть использовано при производстве литых заготовок из кремнистых чугунов.

Известны, широко применяющиеся в технологических процессах сварки и литья термитные смеси на основе материалов, содержащих окисленное железо и сильные восстановители [1]. Недостатком этой термитной смеси является невозможность получения кремнистых чугунов в связи с тем, что в составе термитной смеси отсутствуют материалы, содержащие кремний и углерод.

К предлагаемой термитной смеси наиболее близка термитная смесь, включающая окалину легированной стали, α-Аl2О3 и алюминий [2].

Недостатком указанной термитной смеси является невозможность образования жидких разделяющихся между собой продуктов процесса СВС, одним из которых является расплав кремнистого чугуна.

Заявляемое изобретение направлено на безотходный вариант проведения процесса СВС с получением кремнистого чугуна и корундовых бетонных смесей, что позволит повысить эффективность утилизации дисперсных отходов машиностроении и металлургии.

Технический результат заключается в получении кремнистых чугунов следующего состава: 0,6-1,4% С, 12-14% Si, 0,8% Mn, используемых для изготовления фасонных изделий, испытывающих напряжения не более 100 МПа, обладающих твердостью до 400 единиц по Бринеллю и скоростью коррозии в растворах кислот менее 10 г/(м2×ч); технический результат заключается также в рециклинге отходов технологических процессов машиностроения и металлургии.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Термитная смесь для получения кремнистых чугунов включает железную окалину, силуминовую и графитовую стружку.

Компоненты имеют следующее соотношение, (мас.%):

железная окалина 64-73,9
силуминовая стружка 26-34
графитовая стружка 0,1-2

В качестве железной окалины применяются кузнечная и термическая окалина, пыль, улавливаемая из газов, отходящих из печей плавки железоуглеродистых сплавов, шламы электрохимической и электроэрозионной обработки.

Предлагаемая термитная смесь является исходной шихтой для получения фасонных изделий из кремнистых чугунов. В связи с тем, что в качестве ее компонентов используются дисперсные отходы машиностроения и металлургии, повышается эффективность и экономичность производственных процессов в народном хозяйстве страны и решаются экологические проблемы. В результате протекания процесса СВС в предлагаемой термитной смеси получатся полезные в технологических процессах машиностроения и металлургии продукты при отсутствии отходов.

Термитная смесь готовится в мешалке любого типа и засыпается в формообразуюшую оснастку, выполненную из графита. Далее инициируется процесс СВС любым из известных способов. В результате образуется фасонное изделие из кремнистого чугуна и шлак, как материал для получения корундовых бетонных смесей.

Кремнистые чугуны имеют ферритную металлическую матрицу с включениями графита. По этому признаку можно определить принадлежность исследуемого сплава к кремнистым чугунам. В результате исследований была определена доля графита в структуре металла от общего количества углерода в сплаве. Экспериментальные данные представлены в таблице.

№ опыта Количество железной окалины, (мас.%) Количество силуминовой стружки, (мас.%) Количество графитовой стружки, (мас.%) Количество свободного углерода от общего количества углерода, %
1 65 28 9 89
2 68,5 25 1,8 0
3 63 27 1,6 0
4 75 30,5 0,3 75
5 67 29 0,6 76
6 72 33 1,4 92
7 69 35 0,8 0
8 64 32 0,2 71
9 68 34 1,2 91
10 71 30 0,4 78
11 71,5 28,5 0 0
12 74 26,5 1,9 0
13 70 31 1 91
14 66 32,5 2,2 0
15 73 26 0,1 89

Анализ данных таблицы позволяет сделать вывод о том, что если содержание (мас.%) какого-либо компонента в термитных смесях выходит за рамки заявленного, то есть для железной окалины 64-73,9, для силуминовой стружки 26-34 и для графитовой стружки 0,1-2, то в структуре получаемого сплава свободного углерода нет (опыты №2, 3, 7, 11, 12, 14), то есть образуется структура, не позволяющая отнести получаемый материал к кремнистым чугунам.

Таким образом, предлагаемый состав термитной смеси позволяет получать кремнистые чугуны, решая при этом проблему утилизации дисперсных отходов машиностроения и металлургии.

Источники информации, принятые во внимание

1. А.С. СССР №1611651.

2. Патент РФ №2081731.

Термитная смесь для получения кремнистых чугунов, содержащая железную окалину, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит силуминовую и графитовую стружку при следующем соотношении компонентов, мас.%:

железная окалина 64-73,9
силуминовая стружка 26-34
графитовая стружка 0,1-2


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к технологии композиционных материалов - керметов и может быть использовано для получения износостойких изделий, применяемых в трибосопряжениях.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к изготовлению изделий из алюминиевых бронз. .
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению пористых материалов на основе никелида титана в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС).
Изобретение относится к области черной металлургии, а именно к способам выплавки стали, легированной азотом. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к полупроводниковым ферримагнитным материалам. .
Изобретение относится к металлургии сплавов титана, а именно, к получению азотсодержащих материалов на основе нитридов алюминия и ванадия для лигатур титановых сплавов.
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения легированных сплавов железа из железосодержащих отходов производства. .
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения легированных сплавов железа из железосодержащих отходов производства. .

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к устройствам для получения катодов электродугового испарителя из многокомпонентных материалов на основе тугоплавких соединений реакционным спеканием под давлением.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению керамических изделий с наноразмерной структурой методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) и экструзии.
Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использовано при производстве сталей, легированных азотом, композиционных сплавов, ферросплавов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к получению материалов на основе Ti-Al-C методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к получению азотированных ферросплавов для легирования стали и чугунов

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению открытопористого наноструктурного металла
Изобретение относится к металлургической и машиностроительной промышленности и может быть использовано при производстве литых заготовок из графитизированных алюминиевых чугунов
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано в медицине для изготовления поверхностно-пористых имплантатов из биосовместимых материалов

Изобретение относится к области создания высокотемпературных конструкционных керамических материалов, а именно к способу получения керамического композита с матрицей на основе Ti3SiC 2

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению сложных оксидов алюминия и магния, активированных ионами редкоземельных металлов. Может использоваться при производстве материалов для источников и преобразователей зеленого света. Исходную семь получают путем предварительного перемешивания в течение 30 минут порошка оксида церия (III), оксида тербия (III), металлического алюминия, оксида алюминия (III), оксида магния (II), взятых в стехиометрических соотношениях. К полученной реакционной смеси добавляют сверхстехиометрическое количество перхлората натрия с последующим перемешиванием в течение 30 минут. Компоненты реакционной смеси берут в следующих соотношениях, мас.%: оксид церия(III) 1,36-19,08; оксид тербия(III) 1,51-10,47; металлический алюминий 22,31-28,08; оксид алюминия(III) 35,38-51,56; оксид магния(II) 6,42-32,66; перхлорат натрия 25,69-31,10. Процесс взаимодействия компонентов в полученной реакционной смеси осуществляют в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Обеспечивается снижение максимальной температуры процесса и его упрощение. 1 табл., 2 пр.
Способ относится к порошковой металлургии, в частности к получению изделий путем самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС). Может применяться для создания материалов и изделий, в том числе медицинского назначения, в случае синтеза биологически совместимых материалов. Порошковые компоненты смешивают с получением однородной экзотермической смеси при их заданном соотношении, обеспечивающем самостоятельное горение. Полученную смесь прессуют в изделие заданной формы и осуществляют СВС путем поджигания одновременно во всех местах поджога. Места поджога располагают относительно центра масс изделия в горизонтальной плоскости через каждые 60-120°. Обеспечивается повышение рабочих характеристик, таких как прочность, твердость, износостойкость во всех плоскостях изделия. 2 пр.
Наверх