Модификатор для высокопрочного чугуна

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

«»952985 (61) Дополнительное к авт. свид-.ву (22) Заявлено 30.03. 81 (21) 3267551/22-02 (1) М К 3 с присоединением заявки М

С 22 С 35/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 669.15-198 (088. 8) Опубликовано 230882, Бюллетень М 31

Дата опубликования описания 230882

Д.H. Худокормов, С.Н. Леках, Ю.В. Мищенко, A.Е. Шишкин, С.В. Бутурля, Н.И. Бестужев, (72) Авторы изобретения

И.В. Хорошко и 10.Д. Дулуб

Белорусский ордена Трудового Красного Зна ени политехнический институт (71) Заявитель (54) МОДИФИКАТОР ДЛЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО

ЧУГУНА

Остальное

Изобретение относится к области

Йитейного производства, в частности к составам модификаторов для производства высокопрочного чугуна с 5 компактной формой графита, и может быть использовано при массовом производстве отливок для автомобильной и тракторной промышпенности.

Известен модификатор, содержащий ð резкоэемельные металлы, щелочноземельные металлы, цирконий, алюминий, углерод, кремний, железо j1) .

Укаэанный модификатор находит применение при ковшевой обработке расплава, однако он не может быть использован для внутриформенного модифицирования высокопрочного чугуна, вследствие плохой растворимости в жидком чугуне в интервале температур

1260 — 1400 C. Помимо этого при его применении образуется большое количество вредных пылегаэовых выбросов в атмосферу литейного цеха.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является модификатор (2) .для высокопрочного чугуна следующего состава, вес.Ъ:

Гранулированный магний 50 - 80 30

Криолит 20 — 50

Недостатками известного состава модификатора являются большое количество шлакообраэующего компонента (криолита), приводящего к снижению качества отливок, а. также, его неравномерное растворение потоком жидкого металла и высокая чувствительность к колебаниям температуры заливки.

Указанные недостатки .Ухудшают механические свойства отливок и снижают стабильность технологического процесса.

Целью изобретения является повышение прочности, пластичности чугуна и стабильности процесса модифицирования высокопрочного чугуна в литейной форме. .Поставленная цель достигается тем, что модификатор, содержащий гранулированный магний и криолит, дополнительно содержит железокремниймагниевый сплав при следующем соотношении компонентов вес.Ъ:

Гранулированный магний 1-20

Криолит 1-10

Железокремний-. магииевый сплав

952985

Кроме того, железокремниймагниевый сплав содержит компоненты в следующем соотношении, вес.Ъ:

Магний 5 - 10

Кремний 40 — 70

Железо Остальное 5

Ввод в предложенный состав модификатора измельченного железокремнийI .магниевого сплава фракции 2 - 10 мм способствует равномерному спокойному взаимодействию модификатора с жидким 0 металлом в широком диапазоне температур заливки (от 1260 до 1400 С).

Снижение концентрации в модификаторе гранулированного магния также улучшает равномерность структуры 15 и свойств в элементах отливки, заполняемых расплавом в начале и конце заливки.

Применение в составе модификатора желеэокремниймагниевого сплава 20 не требует значительных количеств криолита, что снижает объем образующегося при модифицировании шлака и увеличивает чистоту отливки по неметаллическим включениям. Комбинация в составе модификатора гранулированного магния и магния, входящего в железокремниймагниевйй сплав, позволяет резко снизить чувствительность процесса равномерного растворения мо- З дификатора в форме к колебаниям температуры заливки. В частности при низкой температуре .заливки скорость растворения магния из одного желеэосхремниймагниевого сплава недостаточна для формирования шаровидного графита. Гранулированный металлический магний способствует более быстрому насыщению расплава необходимым для сфероидизации графита количеством магния. 40

При высокой температуре заливки (свыше 1360 - 1400 C) в случае использования для модифицирования в форме только гранулированного магния реакция протекает очень бурно и не 45 достигается требуемая равномерность растворения магния. Дополнительное использование в составе модификатора железокремниймагниевого сплава дает стабильное получение шаровидного графита.

Помимо этого применение в составе модификатора гранулированного магния резко снижает общий расход модификатора, что имеет важное значение для процесса внутриформенного модифицирования высокопрочного чугуна.

Количество применяемого в составе модификатора измельченного желеэо.кремниймагниевого сплава (98-70%) позволяет стабилизировать технологический процесс при колебаниях режима заполнения формы расплавом, а также повысить механические свойства отливок.

Общий расход модификатора определяется содержанием серы в сплаве.

При содержании серы 0,01 — 0,03 вес.% он равен 0,8-1,2% от веса расплава, при содержании серы 0,05 . — 0,08 вес.Ъ1,5 — 2,0Ъ от веса расплава.

Пример. Сравнительные испытания известного и предлагаемого модификатора при нижнем, среднем и верхнем содержании ингредиентов проводили с помощью комплексной пробы, изготавливаемой методом формовки в сырую песчано-глинистую форму. Модификатор вводили в реакционную камеру, расположенную между стояком и полостью формы. Конструкция формы позволяла оценить структуру и свойства металла, модифицированного в начале, середине и конце заполнения формы °

Плавка металла осуществляласй в индукционной печи ° Применяли исходный чугун, содержащий 3,4% С, 2,0Ъ Si, 0,5%.Мп при двух уровнях серы 0,03 и 0,08%. Температура заливки изменялась от 1260 до 1400 С.

В таблице приведены результаты плавок. эьгяаь

1 !

1

1

l

»».I

Ъ !»

Ю с

%-4 о

Ю

Ю

Ч»

11 са»» о ф 3

1

1 С 1

„, Й сс, 1 o

l и

Х

1

1

I

I !

I !

I

I

I

I

1

1

I

l ! !

1

333 3

СО 1

Ю 1 с

3:

° 3»

1.1 ап» к

1 х

Х 1

Х 1 аа3 1

1 1

I »Ю

1 с

СО !

Ф и о

1 1

1

K 1 а l ф

t(I

1

1

1

I

I

1

1

1 .1 а

1 О

1 и

1 Х

1 о !

V l

an

an

СЧ сО an

° »3»

an

CP

I СЧ

С3 С»Ъ

СЧ

I

1 . »и> I

O 1

Ь з . 1 с

С4

I 1 и о! Ю с (Ч (б н и о и ф 1

3Ц I

С» Ъ

Ю с

Ю 1

1 I

СЛ 1

Х l

Х 1

Ф 1

K 1 а! ф,Ц I О 1

o f

1 х 1 а !

Ю

C)

l!

Я-»

v о

° 3»»

1 !

М ! .1

1 Ф 1 ! Ъ3 О

I и

1 Х

Ю

an cCa

С»Ъ

СЧ

\О С»Ъ

1 1О н

I

I

1

1

1

1

1

I

1 а0

3 гч

СО \О

1 1 . caa» 1

1 1

1 1

1 1

»-- — -- Л! Ю

Ю с

С»Ъ

1!

aaj

0) ), 1 . 1

3 О

1 с и I

1 3С 1

I

I

I

1

1

1.

1 . I

1 !

I

I

I .3

I

1

I

1

1 охф фgх ф фаал

3 ф й»Х (Kxxmo!

3Ъ

CO ь

Сс

1 !

1.

1

1

l

l

1 !

1 о х н

oü х

Х Ц

1 й»х ф х

X x

Ю, I ф ta

1 еа хо ц н о е

X м

I I о н 1

Э I

3С 1

Эж I х 1

Ц 1

oe!

XO I

la! 1

C5 н

0 I о и

Й I

1 ас

l са»» 1 с

С.О 1

I

I

I (l

I

1

I !

1 IC

I Х х

Ц о

1 133

I 1a3 н

I tg о

I 33\

v !

I Ы

t x ! х

1 Э

1 Х

1 Э

1 Х

I .6)

I Ф !

I »aa х

l Э

Е

I Э

3 ° L

1 Х

1 Ф

1 Х

I с3 Ia!

I »33 Х

I Ц Х оэ

I Ю g

1 Х Э ! Ф х

3 Х 6)

I 2 Э х х

I Э Х

1 Ц Ц

Э Ф

I 3aI О» хо йф

I 3

1 Ф Э ц и

1 ф Э

1 3»Х

1 Х Х х ф !

1 333 333

°

I Ф

1 Х !

I Х, 1

1. аа3

1 Р»

1 Э

1 Й

I Х

1 Д, (I Вй

I

952985

Формула изобретения

Составитель Т. Платицина

Редактор Г. ВолкоВа Техред A.Ач Корректор Г. Решетник

Э»

Заказ 6219/44 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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

Как видно из таблицы применение предлагаемого модификатора обеспе- чивает повышение свойств отливок и значительную стабилизацию технологического процесса модифицирования при неизбежных на практике колеба- 5 ниях температуры заливки и содержания серы в чугуне . Для низкой температуры заливки предпочтительней применение модификатора при верхнем содержании гранулированного магния. 10

Оптимальный состав содержит ингредиенты при среднем содержании (в соответствии с таблицей}.

В струк гуре чугуна обработайного предлагаемим модифйкатором, графит имеет форму, близкую к шаровидной, в то время как применение известного состава не обеспечивает стабильного получения шаровидного графита.

Технология изготовления модификатора заключается в дроблении, взвешивании и перемешивании ингредиентов. Технология применения модификатора включает засыпку его в реак->> ционную камеру, расположенную в литейной форме и последующую заливку формы жидким металлом.

Предложенный состав модификатора прошел стадию промышленной проверки при изготовлении отливки

"кольчато-шпоровый каток" агрегата

РВК-З,Б.

Испытания дисков показали повышение их эксплуатационных свойств более чем в 3 раза, что позволяет получить народно-хозяйственный экономический эффект более 1,2 мпн. руб. в год.

1. Модификатор для высокопрочного чугуна, содержащий гранулированный магний и криолит, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повьавения прочности, пластичности чугуна и стабильности процесса модифицирования в литейной форме, он дополнительно содержит железокремниймагниевый сплав при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Гранулированный магний 1,- 20, Криолит 1 - 10

Железокремниймагниевый сплав Остальное

2. Модификатор по п. 1, о т л ич а ю шийся тем, что железокремниймагниевой сплав содержит компоненты в следующем соотношении, вес.%:

Магний 5 — 10

Кремний 40 — 70

Железо Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Р 697591, кл. С 22 С 35/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

j9 699019, кл. С 21 С 1/10, 1979.