Модификатор

 

йвтйн нс" т .: . ока»А

Союз Советскнк

Социалистических

Республик

ОПИСА"

<„,765387

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

/

«.Ф . (61) Дополнительное к авт. свид-ву(51)М. Кл. (22).Заявлено 28,08.78 (21) 2659227/22-02

С 22 С 35/00 с присоединением заявки H9—(23) ПриоритетГосударственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.0980. Бюллетень о35

Дата опубликования описания 250980 (53) УДК 6 6 9. 15-198(088.8) В. Г. Горенко, И. Г. Раздобарин, В. Л. Конопацкий, В. Е. Яковчук и О. М. Ковалев (72) Авторы изобретения

Институт проблем литья АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) МОДИФИКАТОР

Изобретение относится к литейному производству, в частности к модифицированию чугуна комплексными сплавами,»

Известен модификатор для чугуна следующего состава $1) вес.Ъ:

Кремний 2-30

Медь Ь, 1-35

Никель 20-65

XpDM 2-45

Титан 0,05-15

Марганец 0,1-10

Углерод 0,05-0,8

Железо Остальное

Недостаток указанного модификатора заключается в том, что при обработке им чугуна, заливаемого в ко.:киль, наблюдается отбел отливок на значительную глубину, ухудшается обрабатываемость и износостойкость чу0 гуна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является модификатор следующего состава $2J, вес.Ъ:

Кремний 60-65

Алюминий 5-8

Кальций 1-2

Барий 2-3

Железо Остальное

Недостатком данного модификатора является то, что при изготовлении чугунных отливок с использованием в качестве литейных форм металлических кокилей наблюдается наличие структурносвободного цементита, что не допускается дл:» отливок работающих на износ, например гильз, двигателей. Кроме того, отсутствие в модификаторе.. элементов графитиэаторов и стабилизаторов перлита, металлической матрицы, таких как медь, и углерод, не позволяют получать отливки, заливаемые в металлические формы с высокой иэносостойкостью.

Цель изобретения - уменьшение .

20 размеров и улучшение формы графитовых включений, повышение прочностных и антифрикционных свойств чугуна.

Поставленная цель достигается тем, 25 что предлагаемый модификатор дополнительно содеркит медь и углерод при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ|

Кремний 40-60

Кальций 5-10

765387

Состав модификаторов, нес.%

99 и/и

10

0,5 Остальное

6 Остальное

0,9 То же

0,5 25

2,5

15

4,5

54

Изъестный 63

1,4 2,5

6,6

Таблица 2

Механические свойства модифицированного Структура чугуна чугуна для образцов, р

10 мм

Состав испытын аемых модификатоНВ. стрела прогиба, относительная износостойкость предел проч2. ности, кг/мм ров

3,2

215 П95, ГдЗ, ГД4

210 П, Гд4, Гд3

1 IS

26,2

1,25

3,3

27,0

Барий О, 5-10

Медь 10-25

Алюминий 2,5-8

Углерод 0 5-6

Железо Остальное

Дополнительный ввод в состав модификатора меди в количестве 10-25% способствует измельчению нключений графита и увеличению числа их зародышей. Медь способствует повышению прочностных и технологических харак— теристик чугуна. Добавка меци совместно с барием вызывает значительное повышение износостойкости чугуна. Медь при вводе н чугун ускоряет первую стадию графитизации, что предотвращает выделение эвтектических 15 карбидов и практически полностью торПроверку эффективности действия модификаторов проводят на базовом чугуне, содержащем, вес.%: углерод

3,32„ кремний 1,24, марганец 0,78, хром 0,27, никель 0,06, фосфор 0,12, сера 0,05.

Чугун выплавляют в индукционной печи емкостью 30 кг. Температура чугуна при модифицировании составляет

1360-1400ОС. Модифицирование осуществляют путем погружения модификатора на дно ковша перед выпуском чу- 45 гуна из печи.

Количество вводимого модификатора составляет 2,0% от веса жидкого чугуна. 5О

Для исследования структуры и механических свойств чугуна отливали образцы диаметром 5,10,30,60,120 мм, мозит протекание второй стадии графитизации. Она обеспечивает получение перлитной структуры н отливках.

Медь допол .ительно упрочняет металлическую основу за счет легиронания твердого раствора и дисперсного тнердения, что оказывает решающее влияние на повышение механических свойств чугуна.

Углерод н составе модификатора в количестве 0,5-8% совместно с кремнием предотвращает образованию первичных карбидов н чугуне. Он способствует и увеличению количества граФитовых включений, Пример. Выплавляют и испытывают составы модификаторов, приведенНые н табл.1.

Таблица 1

Проверка предлагаемого состава модификатора показала его большую эффективность при получении чугуна по сравнению с известным модификатором. Так, предел прочности чугуна при растяжении повышается на 4,3кг/ммz стрелка прогиба на 0,4 мм, относительная износостойкость на 18-25% и 13-23 HB При этом размер нключений графита при модифицировании чугунов, предлагаемым способом уменьшается на 20-30 мк, что принодит к повышению износостойкости чугуна.

Предложенный состав модификатора может применяться для получения качественных отливок, получаемых заливкой металла н металлические формы.

Механические свойства и структура чугунов, модифицированных испытываемыми составами модификаторов, приведены в табл. 2.

765387

Продолжение табл.2

Состав испытыва емых модификаторов пр но

27,8

27,4

3,3

1,25

225

П, Гд4

П95, Гд3, Гд4

3,4

1,22

220

Иэвестный

23,5

3,0

202 П95, Гд4, 1ц5

Формула изобретения

Составитель Т. Платици на

Редакто М. Ликович Тех ед С.Беца Ко ектор Г. Иаэарова

Тираж 694 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра ская наб. д. 4 5

Заказ 6905/13

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4

Иикроструктура чугуна в образцах диаметром 5, 10, 30, 60, 120 мм пер- литная с содержанием до 5% феррита, беэ следов структурносвободного цементита.

Предварительный расчет ожидаемой экономической эффективности показывает, что эа счет повышения эффективности модификатора, увеличения прочностных свойств в 1,1-1,2 раза, измельчения графита в 1, 2-1, 5 раза и повышения износостойкости в 1,181,25 раза составляет 6, 3-7,2 руб. при производстве 1 т годного литья.

Модификатор, содержащий крмлний, кальций, барий, алюминий и железо, отличающийся тем,что, с целью уменьшения размеров и улучшения формы графитовых включений, повышения прочностных и антифрикционных свойств чугуна, он дополнителк но содержит медь и углерод при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Кремний 40-60

Кальций 5-10

Барий 0,5-10

Медь 10-25

Алюминий 2,5-8,0

Углерод 0,5-6,0

Я Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 565074, кл, С 22 С 35/00, 1977.

3$ 2. Авторское свидетельство СССР

М 398676, кл. С 22 С 35/00, 1993.