1097701 - Модифицирующая смесь

Модифицирующая смесь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ, содержащая магний, сияикокальций, силико-. мишметалл и ферросилиций, х) т л и - чающаяся тем, что, с целью повышения механических свойств толстостенных отливок из чугуна, она дополнительно содержит ферромарганец и плавиковый шпат при следующем соотношении компонентов, мае. %: 6-8 Магний 16-20 Силикокальций 6-9 Силикомишметалл 20-30 Ферромарганец 5-10 Плавиковый шпат Остальное Ферросилиций § (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

INVI

РЕСПУБЛИК

Зцп С 22 С 35/00

ЮСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTKPbAVQ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТВЪСТВМ (21) 3524862//22-02 (22) 21.12.82, . (46) 15.06.84. Бюл. У 22

:(72) В.Г.Иванченко, Г.Н.Штыка, П.Т.Шах, А.В.Бородин и И.Г.Осинский (71) Институт проблем литья АН УССР (53) 669.168(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 559990, кл. С 22 С 35/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

У 274784, кл. С 22 С 35/00, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 855046, кл. С 22 С 35/00, 1979, ае О1) (54)(57) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ, содеР вращая магний, силикокальцнй, силнко-, мишметалл и ферросилиций, .о т л ивЂ” ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения механических свойств толстостенных отливок из чугуна, она дополнительно содеркит ферромарганец .и плавиковый шпат нри следующем соотношении компонентов, мас. Х: .Магний 6-8

Силикокальций 16-20

Силикомишметалл 6-9

Ферромарганец 20-30

Плавиковый шпат 5-10

Ферросилиций Остальное

1097701 эО

Изобретение относится к металлургии, конкретно к литейному производству, и может быть использовано для модифицирования чугуна.

Известен модификатор (1) следующего состава, мас. Й:

Магний 5-10

Кальций 5-15

РЗМ 1-10

Железо 10

Никель 10-20

Марганец 10-20

Медь 10-20

Углерод 0,5-6

Барий 3-15 15

Кремний Остальное

Его недостатком является непостоянвЂ” ство химического состава, вызванное расслоением компонентов лигатуры при производстве, а именно: марганца, углерода, кальция, магния, никеля.

Это в свою очередь приводит к колебанияМ химического состава чугуна, его структуры и.механических свойств в отливках, что недопустимо при серийном и массовом их производстве.

Известен также модификатор (2) следующего состава, мас. %:

Магний 2-5

Кальций 8-30

РЗИ 0,1-5

Барий 2,1-10

Железо до 15

Кремний Остальное

Недостаткам данного модификатора

35 является повышенное содержание кремния. При обработке чугуна содержание кремния увеличивается из-за этого не менее, чем на 2%. С учетом еще

«ч2% кремния в самом чугуне суммарное превышает 4%> в результате чугун становится непригодным для деталей ответственного назначения из-за повышенной хрупкости.

Наиболее близкой по составу и дос 1игаемому эффекту к предлагаемой является модифицирукяМХ смесь f3), содержащая, вес..Х:

Магний 4-12

Силикокальций 16-20

Силикомишметалл 6-9

Графит 3-15

Карналлит 5-10

Ферросилиций Остальное

Недостатком известной модифицирую. щей смеси является высокое суммарное содержание ферросилиция, силикокаль-, ция, силикомишметалла и графита, ко-, торые являются сильными графитизаторами и ферритизаторами структуры чугуна. Поэтому получить перлитную структуру в массивном литье с толщиной стенки более 30 мм проблематично особенно в чугунах ваграночной плавки.

С другой стороны, наличие графита в составе смеси ускоряет процесс взаимодействия чугуна с модифицирующей смесью за счет повышения теплопровадности последнего что вызывает несот ответствие времени заполнения ковша с временем реагирования чугуна со смесью. Это в свою очередь вызывает ухудшение качества литья по форме графита.

Цель изобретения вЂ” повышение механических свойств толстостенных отливок иэ чугуна.

Указанная цель достигается тем, что модифицирующая смесь, содержащая магний, силикокальций, силикомишметалл и ферросилиций, дополнительно содержит ферромарганец и плавиковый шпат при следующем соотношении компонентов, мас. %:

Магний 6-8

Силикокальций 16-20

Силикомишметалл 6-9

Ферромарганец .20-30

Плавиковый шпат 5-10

Ферросилиций Остальное

Дополнительное введение в состав смеси ферромарганца позволяет получить структуру основы. ваграночного чугуна (ВЧ), преимущественно перлитной, ферромарганец -уменьшает размер графитовых глобулей и сорбитизирует перлит, тем самым повышает,механические свойства ВЧ в отливках. При содержании ферромарганца ниже 20%, количество фферита в структуре чугуна растет, а при содержании ферромарганца выше 30% смесь реагирует с чугуном бурно, что сопровождается большим пироэффектом и низким ее усвоением расплавом.

Содержание в смеси плавикового шпата объясняется наличием в ее составе ферромарганца. Плавиковый шпат компенсирует увеличение объемной концентрации магния при замене части ферросилиция на ферромарганец, так как удельный вес ферромарганца выше удельного веса ферросилиция. Поэтому, чтобы не увеличивать суммарное содержание кремния в смеси при постоянст10977

Таблица 1

Предла- 6 гаемый

Остальное

7 18

8 20

7 18

Остальное

Известный 8 16

10 Остальное ве степени усвоения магния чугуном необходимо применять флюс, в данном случае плавиковый шпат. Нижний предел содержания плавикового шпата соответствует нижнему пределу ферромарганца, а верхний его уровеньвЂ” максимальному содержанию ферромарганца.

Пределы содержания магния в предлагаемом модификаторе обеспечивают 10 получение графита шаровидной формы в структуре чугуна.при достаточно высокой степени усвоения магния. При содержании магния: в смеси ниже 6Х, прочностные свойства чугуна будут низкими за счет ухудшения шаровидной формы графита.

Чугун, обработанный модифицированной смесью, которая содержит магний выше 8%, затвердевает с отбелом. Про- 2О цесс модифицирования протекает бурно, степень усвоения магния при этом низкая.

Содержание снликокальция в предлагаемом модификаторе не препятствует 2» равномерному испарению магния, растворению цериевого мишметалла и ферромарганца. При содержании силикокальция ниже указанного предела в структуре чугуна появляются "черные пят- на", механические свойства при этом уменьшаются. При заоптимальном содер 1 жании силикокальция в смеси последняя не работает и получить высокопроч. ный чугун весьма проблематично.

Силикомишметалл в указанных пределах наиболее благоприятно уменьшает отбел в структуре чугуна, сппOt а собствует уменьшению влияния демодифицирующих злементов, количество которых в чугуне ваграночной плавки значительно. При обработке чугуна смесью, содержащей меньше, чем 6Х, механические свойства чугуна падают, а при содержании в смеси более 9Х силикомишметалла, в структуре появляется отбел.

Пример ° Чугун выплавляют в пятитонной вагранке с кислой футеровкой, химический состав его следующий, вес. Х: С 3,35; Зз. 2,46; Мп 0,6;

S О,,1; P 0,1; Ре Остальное.

Температура на желобе вагранки составляет 1380-+20 С. Механическую смесь фракцией не более 5 мм изготовляют простым смешиванием ее компонентов. В качестве компонентов модифицирующей смеси применяют следующие материалы: магний МГП 1 ТУ 6-0f-904-74, силикокальций СК 15, ГОСТ 4762-81, силикомишметалл СЦЕМИШ 1, ТУ 14-5-78-76, ферромарганец ФМп 80

ГОСТ 47 55-80, ферросилиций ФС 75, ГОСТ 7618-80.

Расход предлагаемой и известной модифицирующей смеси составляет 2Х от веса жидкого чугуна.

Модифицирование чугуна осуществляют "сэндвич"-процессом, включающим загрузку модификатора в приямок на дне ковша, укрытие его скрапом и слив металла в ковш так, чтобы струя не попадала на приямок.

Компонентный состав предлагаемого и известного модификаторов приведен в табл. 1.

1097701

После модифицирования чугун раз- ливают по формам, в которые устанав-. ливают приливные пробы с толщиной стенки не менее 30 мм, из них вырезают образцы для химического и струк. 5

4 турного анализов, а также для механических испытаний.

Химический состав, структура и механические свойства ваграночного чугуна даны в табл. 2.

1097701

СЧ

С0 1

1 й!

Ж1

1 о

Ц I

I ю!

1 6 1 с 1

I Ф л

0О а о о л л о

4О О

I И ! в

I I

I 1

I 1! 1

1 34 ! o

1 И -l

1 и о л о о

О1 О1 о an

О1 00 иЪ ф

I 1

СЧ с0 о о

° Ь Ф о о

СЧ

СЧ Ф о

D о а

С Ъ о о

° ь Ф о о

I I

1 00

1 X л

D л о

° Ь о

an о ф !!о

% 1 л

М 1 . ф в!Я 1О

»} !o

} 4! в

I . 4 ЕЪ!

I ! !

1, а

СЧ 4» о о

Ф O о о ф о . о

Ю Ф о о ф

Ф о в в4 о о

В 41 о о

00 о о

Ю Ю о о л о о

° В В а иЪ

° Кф

Ю O о о

Ф Ю

СЧ !41

О1

4Ч

\/Ъ МЪ в

Ф Ю

С4Ъ .CV о ф

4"Ъ . C4

В Ф с4ъ сп сч о

С4Ъ CV

A Ю

44Ъ С Ъ мЪ

СЧ

Ф фФЪ

1 1! v r!

3g о

g ж с6 х

4 1

1 " 1

4 !

Ох! ! I

1 - 1

1 . 1

l i l

СО

4ь

3Г\ в а ф

° вЂ” o в в л о

A % Ю 4

С Ъ 44Ъ С4) О an CO В

CV иЪ . т О

N CV CV

1 1 I cn I

О an О СЧ

9 109770.1 10

Пределы прочности на разрыв и при мым модификатором по сравнению с изгибе, относительное удлинение и . известным обеспечивает увеличение стрелу прогиба (f) определяют на раэ- . содержания перлита и повышение мехарывнои машине модели P-5, согласно нических свойств.

ГОСТ 1497-73 ГОСТ 14019-80, твердость - на твердомере ТШ2М по ГОСТ Применение предлагаемой модифнци9012-59, ударная вязкость вЂ” на образ- рующей смеси в сравнении с известной цах без надреза на установке ТМ2 за счет повышения качества, чугуна по ГОСТ 9454-78. обеспечивает повышение стойкости деКак видно из табл. 2, проведенные î талей прессоборудования в 3 раза, сравнительные испытания показали, что и определяет экономическую эфчто модифицирование чугуна предлагае- фективность ее использования.

Составитпль О.Веретенников

Редактор П.Макаревич Техред С. Легеза Корректор А.Зимокосов

Заказ 4160/25 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПЛП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Модифицирующая смесь

Патент 1097701