Модифицирующая смесь

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>i>973654 ф, фф

// ., аг:. (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.05.81 (21) 3291577/22-02 (51) M.Кп с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

С 22 С 35/00

С 21 С 1/10

ГоСударственный комитет

СССР

Il0 делам изобретений и открытий (53) УДК 621.745. . 3 (088. 8) Опубликовано 15.11182. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 15. 11.82

В.Г.Иванченко, П.A.Âàðåíèê, В.И.Литовка, Г.Н.Штыка, A.Â.Áîðîäèí и И.Г.Осинский(j „:, .,,, Й

c :.

Институт проблем литья AH Украинской "CP - .."Л:,". л (72) Авторы изобретения

{71) Заявитель (54) ИОДИФИЦИРЯОЩАЯ СМЕСЬ

Изобретение. относится к литейному производству, в частности к производству высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Для получения высокопрочного чу гуна применяются различные модификаторы как в виде сплавов, так и механических смесей.

Наиболее близкой К изобретению . по составу является модифицирующая смесь, в которой содержание элементов взято в пропорции магний:Ферросилиций:графит 1:4:1 (1 ).

Однако обработка чугуна этим модификатором сопровождается большим пироэффектом и низким усвоением магния из-за его высокого содержания в смеси. Чугун обработанный этой модифицирующей смесью, sатвердевает с отбелом в тонких сечениях отливки, причем для его устранения необходим высокотемпературный отжиг или вторичное модифицирование.

Целью изобретения является повышение степени усвоения магния, получение отливок без структурно свободного цементита и повышение его механических свойств.

Поставленная цель достигается

:тем, что модифицирующая смесь, содержащая магний, графит и ферросилиций, дополнительно содержит сили- .комишметвлл при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Магний 10-15

Графит 18-30

Силикомишметалл 2-25

Ферросилиций Остальное

Более низкое содержание магния в модификаторе позволяет повысить степень его усвоения чугуном.

При содержании в смеси магния ниже 10% не достигается требуемтй, эффект модифицирования, поскольку из-за частичной потери магния на реакции взаимодействия с серой, кислородом, его остаточное содержание в чугуне оказывается недостаточным для обеспечения высокой степени сфероиднзацни графитовых включений.

Обработка чугуна модифицирующей смесью с содержанием магния выше

15% характеризуется скоротечностью процесса модифицирования и, как следствие, сопровождается большим пироэффектом, нестабильностью получаемых результатов по структуре и свойствам чугуна.

Повьииенное содержание графита в

30 модификаторе (18-30%) замедляет

973654

Компоненты, мас.%

Состав

Графит

Силикомиш- Ферросилиций металл

Магний

Остальное

То же вв вв

tttt

I в» ° в ° l l I в I t °

17

10

2

5.

33

13

17

l1

16,7

6

8

9 вв вв

12

12

16 7

° t l f

66,7

Примечание. оди

Модификаторы 2,3,4,6 и 7 соответствуют предлагаемому составу. Модификаторы 1,5,8 и с дру содержанием ингредиентов взяты для сравнения. Мсфикатор 10 соответствует составу прототипа— при соотношении (по массе) магния, графита и ферросилиЦия как ltl:4. процесс модифицирования, делая его спокойнее без выбросов чугуна иэ коааа при его обработке смесью.

Ввод графита в расплав увеличивает число готовых центров кристаллизации при его эатвердевании, что 5 способствует повыаению гомогенности .структуры отливки.

Укаэанные пределы содержания графита в смеси выбраны как оптимальные для данных численных значений магниягв() верхняя граница содержания графита в модификаторе (30%) соответствует максимальному пределу магния, а нижний предел (18%) - минимальному значению магния. tS

Содержание графита в модификаторе выше 30% снижает прочностные характеристики чугуна.

Обработка чугуна модификаторов вс содержанием графита менее 18% сопро- Щ вождается большим пироэффектом, ус. воение магния при этом незначительно.

Дополнительное введение в состав модифицирующей смеси силнкомишметалла способствует стабилизации получе- 25 ния чугуна при некотором колебании химического состава исходного чугуна.

Нижний предел силикомишметалла применяется для рафинированных чугунов, не содержащих демодификаторов,а верхний предел - для чугунов, содержащих легнрующие и демодифицирующие элементы.

Прн содержанки силикомишметалла в модификаторе менее 2% ухудшается форма графита в структуре чугуна, а при содержании его в смеси больше

30% не только ухудшается форма гра!

Фита, но и появляются структурно свободные карбиды в тонких сечениях отливки, Для определения оптимального состава модифицирующей смеси исследованы степень усвоения магния, содержание цементита в структуре чугуна и определены его механические свойства.

Исходный чугун выплавляется в индукционной печи. Его химический состав, вес.% ° углерод 3,20-3,40; кремний 1,75-. 2,lg.ìàðãàíåö 0,60-0,65; фосфор 0,05-0,07р сера 0,103-0,105.

Выпуск чугуна при 1400-20 С проводится в нагретые конан емкостью

1000 кг.

Для определения оптимального содержания силикомншметалла в смеси в исходный чугун вводится сурьма в разных количествах.

Модифицирование чугуна проводится, сендвичвв-способом. Расход предлагаемого модификатора и прототипа одинаков и составляет 1,0-1,3% от массы жидкого металла.

Модифицирующие смеси подают в ковш в упакованном виде.

Модифицирующие смеси изготовляют простым перемешиванием компонентов в лабораторных бегунах. Для изготовления смесей применяют порошок магния (ГОСТ 6001-51), Ферросилиций

ФС75 (ГОСТ 1415-76), силикомишметалл

СЦЕМЯ01 (ТУ-15-5-76-76) и измельченный графит электродного боя.

Состав модифицирующих смесей приведен в табл. 1, а химический состав чугуна, его структура и механические свойства - в табл.2 °

Т а б л и ц а 1

973654 аф 3

5 оон н аи емо

Х4Х вео м ац о3,Ф

R L Х

1

I !

Я аф (( оон н аи емо

Х4é

Х (() Ц вео

XЦХ

4е

Р!

$ хох ) е е

4а н

Х

Ф ав дв

Ж Ol ао ц а

g g

I !

1

1

1 !

1 (1

1

I

1

1

1 (1

1 .1

l

1 Ю

1

Е 1

О1 1

tg I

О) б ф 1, 1

И)х I

)ай о!

Х I Х I

О1 I

Э Г . 1

1 I

3 i

aaI 1 gN I

Х(O.

Ф 1 4 1 и 1

1

1 !

I

1

I

)

1

1

1

1

1 .

CV

1О о а

at(an

О((% о о ч

Ъ Ь л о

Ф

° а

1 М

1 Н

I ф

1 ЭЮ)

),РН(1

1 Э

1 Н

1 g о

I а, t cn

I Э

1 В

ВА

I Ю

1 Н

t М

I K .I r

I Э t

C! I

1 1

1

I

1 О

I .ф

I Э (() 1 Р ф I М

Üt 5

PI М

Е I а t

Н)М

01ж

1 Ф

I ) I Ф

1 Н

)u о л ч

ega(t 1

o aa(B t

О

I(, 4 М

LLМ

ЭЭМ

)" .О 4ф ййе о»и 1

I

I

I ((О (й

РЪ РЪ

1 !

I

I

1

1 (Ч

)о

1 о

1 е Ф омю

Щ а

O I(t (a: нам еэф

Н Ц4

oos оий

an а Ф Ч о о с с о о (Ч

Ю о

Ю о а

РЪ о

D о .

I(I ((( н и о

1 м ah in oa

М ФЬ с м с о о в о а о о о е

1 I I an I I I о а о „о о а

<(((а ч (о а î о о о а ф е ch ch а е а о. л а ()1 щ Оа О 0

° ) co o (с) (М ("(а со о а 3 Ф Ф Ф (1

o o o

С, a, a, а Ю о о о о - о

° ъ (1О 1

X,о ° la(о и оа з о и о <ч

Х е-оа °

1ахю

Фонам аоий4 е ю 2

° с Х (= ф ((Цй..о ме а х ы

° фоаХХ хоа

<(Х (a(t (aa (la(Oil(X о(((нна (н о((е

-V 4(:V

<ч e a((» Q и (е

ta;x ee хцхао

E!!5ze е 3 х х а ф ц х

Х Ц C сю е е ц

° с ж Ql o

- х их

iо н v ляке

-е о а! н,о »Я О

Al an e C 4 ъ с g (е

Р1 с(lal сф lgф

utah x о»хе. аж4

Е4»»Х» ц Р е

d e

>&»aaa Е а е О m» 0, Н lo Щ мх о

) v» енахн

la(m ° g o нmo

v жма

oaa(x ж

vr,е

4 ф Я Х фаниль ооой У

en(Î аж

Хо 0 4 Х е -voe о 0

Х)ee(a(5

О ифи

ov н»

»оеи а 3c ((Цо ох

one ее4 v4 жа е

»ею ен

4И ХО ф Х р - v °

Г ъ (Ч Ф ф фоо 0 с

Фоо ж((ф I a((aa(xn(g 0l о О

ll1oan f O е о л

ОО -1Ы ов(и ио (а

3o og

973654

Фсрмула изобретения

Составитель A.Коидратьев

Редактор И.Иитровка Техред M.Êîøòóðà

Корректор Г.Решетник

Заказ 8620/31 Тираж 660

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из табл.2, степень усвоения магния при модифицировании предлагаемой смесью нише 33-36%, а наличие первичного цементита в структуре чугуна не обнаружено.

Снижение магния в смеси (ниже 10%.) ведет к ухудшению прочности и пластических свойств за счет ухудшения формы графита (модификатор 1).

Увеличение содержания магния (выше 15%) и снижение количества графита ниже 18% приводит к сильному пироэффекту и выбросам чугуна из ковша во время его заполнения, а при содержании графита в смеси более

30% (вариант 8), как и при низком !5 содержании магния (вариант 1), степень усвоения чугуна магния недостаточна для полной сфероидизации графитовых включений. Кроме того, в вариантах 5, 9 и 10 в структуре чугу-,ф нов наблюдается первичный цементит, который снижает нх прочностные и, особенно, пластические свойства.

Повышенное содержание силикомишметалла в смеси (вариант 9) ухудшает форму графита в структуре чугуна, что сказывается на его механических свойствах.

Ожидаемая технико-экономическая эффективность от применения смеси составляет по предварительным расчетам 30 тыс.руб за счет повышения механических свойств чугуна на 25%, снижения расхода модификатора на

30% и частичного или полного устранения термообработки.

Модифицирующая смесь, содержащая магний, графит и ферросилици й, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью понааения степени усвоения, получения отливок без структурно свободного цементита и повышения механических свойств отливок, она дополнительно содержит силикомишметалл при следующем соотношении компонентов> вес.%г

Магний 10-15

Графит 18-30

Силикомишметалл 2-55

Ферросилиций Остальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ващенко К.Н . и Софрони Л. Иагниевый чугун, Машгиз, 1960, с. 8.