Модифицирующая смесь

Модифицирующая смесь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„„Я0„„12 9160 пп 4 С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

18-22

10-25

30-40

1-2

15-22

5-10 лигатура

Силикобарий

Медь

Графит

Ферромолибден

СИИТМИШ-2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3804879/22-02

;(22) 23 ° 10.84 (46) 23.06.86. Бюл. Р 23 (71) Институт проблем литья АН УССР (72) .А.Г.Потрух, В.С.Шумихин,И.Г.Раздобарин, В.И.Московка и В.Н.Бабич (53) 669.15.198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 699028, кл. С 22 С 35/00, 1978.

Авторское свидетельство СССР

N 777076, кл. С 22 С 35/00, 1980. (54)(57) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ для обработки чугуна, включающая магний, никель, медь и графит, о т л и ч аю щ а я с я тем,что, с целью повышения степени однородности структуры и механических свойств чугуна, увеличения времени сохранения модифицирующего эффекта и улучшения санитарно-гигиенических условий труда, она дополнительно содержит ферромолибден

СИИТМИШ-2 и силикобарий, а никель и магний — в виде никельмагниевой лигатуры, при следующем соотношении компонентов, мас.:

Никельмагниевая

1239160

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при обработке чугуна, используемого для изготовления крупных отливок к которым предъявляются высокие требования по прочности и качеству рабочей поверхности после механической обработки.

Цель изобретения — повышение степени однородности структуры и механических свойств чугуна, увеличение времени сохранения модифицирующего эффекта и улучшение санитарно-гигиенических условий труда.

Поставленная цель достигается тем,что модифицирующая смесь, содержащая магний, никель, медь и графит, дополнительно содержит ферромолибден,СИИТМИШ-2 и силикобарий, а никель и магний — в виде никельмагниевой лигатуры, при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Никельмагниевая лигатура 18-22

Силикобарий 10-25

Медь 30-40

Графит 1-2

Ферромолибден 1 5-22

СИИТМИШ- 2 5-10

Никельмагниевая лигатура представляет собой сплав никеля с магнием при содержании Mg 5-20% z Ni 95-807.

Плотнвсть лигатуры 6,5-7,5 г/см

3 т.пл. 1060-1100 С, Сплав СИИТМИШ-2 — сплав кремния (60%), редкоземельных металлов (РЗМ

25%), алюминия (87) и остальное железо. Т. пл. этой лигатуры 13001400 С, при вводе ее в чугун пироэффект практически отсутствует.

Состав ферромолибдена, %: молибден 55-58; железо 40-45%; примесей 4.

Состав силикобария,%: барий 30; кремний 60, железо остальное.

Дополнительный ввод в модифицирующую смесь ферромолибдена,сплава

CHHTMHIII-2 и силикобария вместо бария в виде солей или окислов обосновывается тем,что ввод молибдена в виде ферромолибдена способствует лучшему его растворению в чугуне и удешевля. ет состав. Молибден легирует матрицу и способствует размельчению продуктов распада аустенита, измельчению графита, повышению однородности свойств и структуры чугуна, что приводит к росту механических свойств металла. Пределы содержания каждого компонента выбраны с учетом того, что модифицирующий эффект достигается за счет комплексного действия составляющих смеси, оптимальное количество которой 2% от массы жидкого чугуна.

Пределы содержания ферромолибдена (15 — 2?%) выбраны с учетом того,что конечное содержание молибдена после обработки чугуна предлагаемым составом должно составлять 0,16-0,25%. В отливках с толщиной стенки более

50 мм введение молибдена в указанных пределах при модифицировании приводит к формированию структуры в виде перлита или троостита высокой дисперсности. За счет этого повышается однородность структуры и механичес20 ких свойств чугуна ло сечению отливки. Содержание молибдена в чугуне менее 0,,167. (соответствует содержа-нию ферромолибдена в смеси 157) при низких скоростях затвердевания

25 не обеспечивает высокой степени однородности по сечению отливки. В структуре чугуна в центральной зоне отливки пожет появляться феррит, резко снижающий твердость и прочность чугун на. Сопержание молибпена в чугуне более 0,25% (соответствует содержанию ферромолибдена в смеси 22%) приводит к образованию в структуре чугуна в местах отливки с повышенной скоростью затвердевания мартенсита, резко повышающего твердость. За счет этого затрудняется: механическая обработка отливок.

При модифицировании чугуна пред40 лагаемой смесью, в состав которой входит силикобарий (вместо бария), никельмагниевая лигатура (вместо магния), практически отсутствует газовы- . деление, а пироэффект минимальный.

Применение такой смеси способствует улучшению санитарно-гигиенических условий в литейных цехах.

Силикобарий является активным графитизирующим элементом, особенно при 0 комплексном модифицировании с карбидообразующими присадками.3а счет высокой графитизирующей способности силикобария повышается однородность структуры и свойств отливок по сечению. Кроме того, как графитизирующий компонент смеси, силикобарий обладает высокой "живучестью" т.е. может сохранять модифицирующий эффект дли3 1239 тельное время. Для получения однородной структуры и свойств чугуна, а также для сохранения эффекта модифицирования не менее 30 мин остаточное содержание бария должно находиться в пределах 0,03-0,1 .Это соответствует содержанию 10-25 силикобария в смеси при вводе ее в чугун в количестве 2Х. Снижение силикобария ниже

10 не обеспечивает необходимой rpa- IO фитизации, однородности структуры и свойств чугуна в отливках, а также резко уменьшает время сохранения эффекта модифицирования. Повышение содержания силикобария выше 25 мо- f5 жет привести к появлению феррита в центральной зоне отливки, за. счет е чего снижается однородность структуры и свойств чугуна по сечению отливки. 20

Введение никельмагниевой лигатуры позволяет получать графит шаровидной или компактной формы, в результате чего повышаются механические свойства чугуна и- однородность их в теле 2g .отливки. Кроме того, модифицирование чугуна магнием в виде никельмагниевой лигатуры обеспечивает равномерное ее усвоение в объеме жидкого чугуна и предотвращение интенсивного З0 окисления при контакте ее с жидким чугуном. Равтйзмерное растворение и снижение окисляемости (или угара) никельмагниевой лигатуры способствует улучшению санитарно-гигиенических условий в цехе. Содержание

35 никельмагниевой лигатуры в предлагаемой модифиц рующей смеси находится в пределах 18-22Х, что составляет

0,36-0,44 от массы жидкого металла. 40

Эти пределы выбраны экспериментальным путем для получения чугуна с высокой степенью однородности в отливках с невысокой скоростью затвердевания,а . также для стабильного усвоения, предотвращения активного пироэффекта и газовыделения..

Превышение верхнего предела содержания никельмагниевой лигатуры в смеси (22 o) приводит к снижению литейных свойств чугуна за счет увеличения вязкости и уменьшения степени графитизации,степени однородности структуры и свойств и к заметному ухудшению санитарно-гигиенических условий в SS цехе. Снижение нижнего предела содержания никельмагниевой лигатуры в смеси (18X) не обеспечивает высоких по160 4 каэателей прочности чугуна в теле отливки, так как форма графита в чугуне по сечению отливки может применяться от шаровидной в тонких сечениях до пластинчатой в центральной зоне отливки, т.е. в местах с малой скоростью затвердевания. Такая форма графита не обеспечивает однородности свойств чугуна в отливке.

Введение в предлагаемую смесь сплава СИИТМИШ-2, в состав которого входят редкоземельные металлы (церий, лантан и др.), позволяет получать чугун с низким содержанием серы и других вредных для получения качественного литья примесей; Обработка чугуна смесью, включающей лигатуру

СИИТМИШ-2,а не чистые редкоземельные металлы, активность которых черезвычайно высокая, также позволяет уменьшить пироэффект и газовыделение,что в свою очередь, способствует улучшению санитарно-гигиенических условий в цехе.

Содержание СИИТМИШ-2 в предлагаемой смеси находится в пределах 510 . что составляет на массу жидкого Р металла 0,1-0,5%(РЗМ 0,025-0,125@ .

Уменьшение содержания СИИТМИШ-2 в смеси ниже нижнего предела (5 ) не оказывает достаточного рафинирующего действия на чугун, при этом содержание серы не может быть снижено до

0,02-0,05Х. Превышение содержания

CHHTMHHI-2 в смеси выше 10Х приводит к появлению в тонких сечениях отливки свободного цементита и к снижению однородности структуры и свойств чугуна по сечению отливки.

Медь выполняет в предлагаемой сме-. си роль элемента, стабилизирующего перлитную матрицу чугуна. Остаточное содержание меди должно быть 0,6-0,8Х

Снижение содержания меди ниже нижнего предела приводит к появлению в структуре чугуна с невысокой скоростью затвердевания феррита, способствующего снижению твердости.

Увеличение содержания меди в смеси приводит к выделению ее по границам зерен, что ослабляет межзеренные связи и снижает прочность чугуна.Графит в предлагаемой смеси при взаимодействии с жидким металлом и кислоро" дом воздуха создает защитную атмосферу, которая предохраняет от угара магний и РЗМ. Содержание графита в смеси менее 1Х недостаточно для надеж1239160

Компоненты и механические свойства

Содержанке компонентов, мас.7.,и показатели свойств состава

1 2 3 4 5 6 7

5 45, Магний

0,5 . 10

Барий

Графит (электродный порошок) 0,9 1

1,5

Никель

Медь

ОсОсталь- 29 ное

35 40

41 тальное

Никельмагниевая лигатура

18 20 22

23

Силикобарий

10 15 25

Ферромолибден

15 20 22

СИИТИИй-2

7,5 10

Предел прочности при растяжении кгс/мм

24,0 32,0 37 0 43,0 49,0 54,0 54,5 ной защиты активных присадок от окисления. Превышение содержания графита в смеси более 2Х приводит к науглероживанию чугуна. Превышение содержания углерода при производстве крупного литья приводит к огрублению графита в структуре чугуна, что приводит к снижению прочностных характеристик. 10

В условиях опытного производства испытывают составы модифицирующих смесей для обработки чугуна. Состав чугуна следующий,X: углерод 3,2-3,3; кремнйй 1,4-1,5;марганец 0,5-0,6; хром 0,1-0,3; сера 0,03-0,04, фос06.Сос вы 1 и 2 извес тный модификатор, остальные составы предлагаемые. Составляющие смеси дро бят до фракции 2-4 мм и смешивают для равномерного распределения элементов.

Модифицирующую смесь вводят в ковш при выспуске металла из индук-. ционной печи. Температура металла перед выпуском 1450-14700С. Из обработанного модифицирующими смесями чугуна отливали отливки, скорость затвердевания которых 5-10 С/мин.Составы смесей и механические свойства чугуна после обработки представлены в таблице.

1239160

Продолжение табли11ь

Компоненты

Содержание компонентов, мас.Х,Н показатели свойств состава и механические свойства

43,0 51,0 58,0 61,0 67,0 70,5

Предел прочности при изгибе кгс/мм

70,0

Твердость (НВ),кгс/мм

274

179 197 215 223 235 247

Величина отбела на стандартном клине, MM

12

Степень однородности свойств и

82 87 89 97 95 94

93 структуры

Время сохранения эффекта модифицирования, мин 10

17 23 27 35 36

Составитель К.Сорокин

Редактор Н.Яцола Техред Н.Бонкало Корректор О.Луговая

Заказ 3355/21 Тираж 567 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, у . р л.П оектная 4 й

Прочностные характеристики чугунов, обработанных предлагаемым составом модифицирующих смесей, значительно превышают те же величины у чугунов, обработанных известной модифицирующей смесью. Степень однородности и время сохранения эффекта модифицирования также выше.

Применение модифицирующей смеси позволяет получить за счет повышения степени однородности структуры

I высококачественные массивные отливки с требуемыми свойствами. Применение смеси для обработки чугуна крупных отливок цилиндров бумагоделательных машин позволяет повысить предел прочности на разрыв на 25-35X,ïðåдел прочности на изгиб на 20-25Х, твердость на разрыв на 15-20Х. Повышение прочностных характеристик способствует увеличению срока службы цилиндров до 30-40 лет.