Модификатор

Модификатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сеюз Соввтсккя

Социаикстичвскнк

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) дополнителы(ое и авт. свид-ву(22) Заявлено 070476(21) 2345724/22-02 с присоединением заявки И— (Ы) М. Кл.

С 22 С 35/00

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открыти Й (23) Приоритет(53) УДК 669.046 (088. 8) Опубликовано050479, Бюллетень И 13

Дата о!убликования описания 050479

Б.С. Десятов, B.Ë. Лапин и Н.В. Скорняков (73) Заявитель (54) мОДификйтОР

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении отливок преимущественно из чугуна с шаровидным и sepмикулярным графитом.

В настоящее время для получения чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом применяется большое количество различных типов модификаторов: магний (в кусках, в виде стружки или порошка); магниевые лигатуры на основе Ng-9i; Mg-N ; Mg Cu; Ng- Я-Са;

Ng" "9(-Cа-РЗМ и т.д., редкоземельные металлы (P3M), в частности Се, т, (.а, He, Py или их сплавы (11 .

Применение указанных модификаторов имеет недостатки, связанные с трудностью ввода, нестабильными свойствами отливок из этого чугуна, повышенной склонностью к отбелу, высокой Ио стоимостью и т.д.

Например, при модифицировании чистым магнием для исключения сильного пироэффекта и выбросов жидкого металла из ковша применяют ав- 35 токлавные установки с давлением

4-6 атм или герметизированные ковши, покрывают куски магния огнеупорным покрытием различной толщины. Порошковый магний вводят в жидкий чугун 39 в потоке несущего газа, например азота.

При модифицировании чистым магнием для снижения склонности чугу.на к отбелу необходимо применять интенсивное вторичное (графитизирующее) модифициравание, например, ферросилицием, силикокальцием и т,п.

При модифицировании редкоземельными металлами или их лигатурами не требуется дополнительных устройств для их ввода в жидкий чугун вследствие сравнительно спокойного протекания реакции. Однако из-за отсутствия естественного барботажа в чугуне наблюдается значительная неоднородность структуры и свойств. Для исключения этого требуется вводить в состав лигатуры магний или применять принудительное перемешивание расплава. При модифицировании этой группой модификаторов также требуется графитизирующее модифицирование. Кроме того, применение РЗМ экономически оправдано только для модифицирования чугуна с низким (0,01-0,03%) исходным содержанием серы, В СССР же около 96% чугуна выплавляется в вагранках с кислой футеровкой и содержание серы находится в пределах 0,09-0,12%.

655740

При вторичном (графитиэирующем) модифицировании,как и при применении комплексных модификаторов типа

Мс-5 -Са-РЗМ - другие металлы, в чугун вносится 0,5-1,0Ъ и более кремния. Последнее ограничивает использование возврата чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом для любых марок чугуна.

В отливках, полученных иэ чугуна модифицированного магнием и его сплавами, наблюдаются дефекты типа черных пятен, обусловленных, главным образом, флотацией сульфидов магния в верхние слои отливки в процессе ее эатвердевания. Для исключения этого применяют чистые шихтовые материалы )5 или предварительное обессеривание чугуна перед модифицированием.

Применение комплексных модификаторов в известной мере снижает отмеченный недостаток. Однако процесс при- 20 готовления такой лигатуры усложняется, повышается ее стоимость, а при модифицировании наблюдается исключительно сильное дымовыделение, в связи с чем требуются, как минимум, мощные вытяжные камеры, Другим недостатком этих модификаторов является то, что необходима бо,лее высокая температура жидкого чугуна (не менее 1450 C). Кроме того,повы-.0 шение содержания кремния на 0,5-1,0% и более при модифицировании приводит к усилению флотации графита и уменьшению его содержания в отливке, что ухудшает в них условия питания и уве-3 личивает склонность к усадочным дефектам.

Известен модификатор для чугуна, содержащий следующие компоненты, вес.Ъ: магнийсодержащий реагент, например, стружка магния (или его 40 сплава) - 20-40;барийсодержащий реагент, например, соли (или окислы) бария — 2-5; чугун с шаровидным графитом — остальное f2)

Недостатком модификатора является склонность чугуна к дефектам типа черных пятен, для исключения которых требуется применять чистые шихтовые материалы или производить перед модифицированием обессеривание. 50

Кроме того, полученный чугун склонен к отбелу, в связи с чем необходимо проведение дополнительного графи-, тизирующего модифицирования. Последнее приводит к увеличению в чугуне кремния.

Целью изобретения является сохранение химического состава чугуна после модифицирования, в частности по кремнию, снижение склонности чугуна к отбелу, черным пятнам и образованию усадочных пустот в отливках и повышение уровня механических свойств в отливках.

Поставленная цель достигается тем, что рредлагаемый модификатор содержит65

2- 5

6,6 дополнительно десульфурирующую кальцийуглеродсодержащую добавку, например карбид кальция, при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Кальцийуглеродсодержащий реагент 30-60

Барийсодержащий реагент

Магнийсодержащий реагент 3-10

Чугун с шаровидным графитом Остальное °

Чугун с шаровидным графитом имеет следующий состав, вес.Ъ:

3, 6-4, 2С; 1, 5-3, 5 51; О, 1 — 1, ОМ п

; (0,01 S; 0,G1-0,10M ;

0,01-0,15(Ca+P3M); 0,002-0,01(Р9 +Се).

Содержание в модификаторе магния свыше 10% увеличивает при вводе пироэффект и может вызвать выброс металла из ковша, При содержании магния менее ЗЪ необходимо вводить очень большое количество модификатора, что, естественно, резко снижает температуру чугуна. Кроме того, удельная стоимость модификатора в пересчете на магний при снижении содержания магния значительно повышается.

Повышение содержания в модификаторе десульфурирующей добавки выше 60% становится малоэффективным, кроме того, вызывая снижение содержания графитизированной дроби, уменьшает его графитизирующую способность.

Повышение содержания графитизированной дроби-чугуна с шаровидным графитом в модификаторе выше верхнего предела (65%) снижает содержание десульфурирующей добавки и ее коли-, чество уже не обеспечивает достаточного полного обессеривания чугуна в ковше и флотации сульфидов серы на поверхность расплава.

Химический состав дроби выбран из условия получения в ней наибольшего количества графитных включений, их общего объема и малой продолжительности графитизирующего отжига.

Оптимальный состав модификатора следующий, вес.Ъ:

Кальцийуглеродсодержащий реагент (десульфурирующая добавка)

Барийсодержащий реагент— соль (или окисел) бария 3,5

Магнийсодержащий реагент стружка (или порошок) магния

Графитизированная дробь иэ чугуна с шаровидным графитом 45

Количество модификатора зависит от содержания серы и, например, при ее содержании в чугуне 0,04-0,06% составляет Приблизительно 1,5%.

Процесс модифицирования заключает-. ся в следующем.

Модификатор в виде прессованного брикета вводится в жидкий чугун иэвест655740

99 пп и ж

1,0-1,5

При низкой температуре чугуна (1375-1425 C) 60

2,0-3,0

При высокой температуре чугуна (>1475 С) 3,5

1,5-2,3

6,5

При средней температуре чугуна (1425-1475 С) 1,6-2,5

3,5

6,5

При средней температуре чугуна (1425-1475 C) * Нижние пределы относятся к чугунам с содержанием серы перед модифицированием до 0,02%; верхние пределы — 0,05-0,08%. ными способами, например с помощью колокола, штанги или помещается в специальное углубление, выполненное в ковше и т.п.

При достижении. температуры испареяия магния (1107 С) частицы магния испаряются, при этом в результате давления его паров происходит отстрел частичек десульфуратора и дроби, вызывающий перемещение их в объеме расплава. Испарение магния происходит последовательно по сечению брикета, что не приводит к выбросам жидкого металла или значительному пирозффекту.

Применение предложенного модифи- (я катора обеспечивает постоянство химического состава чугуна по кремнию, отсутствие черных пятен и отбела в отливках, повышенный выход годного, а также увеличение стабильности механических свойств металла по сечению отливок, Черные пятна в отливках не образуются вследствие того,что десульфурирующая добавка в сочетании с солью (или окислами) бария и магнием способ ствует глубокому обессериванию жидкого чугуна, коагуляции сульфидов и последующему всплыванию в ковше, что позволяет удалить их иэ расплава еще до заливки металла в фЬрму.

Отсутствие отбела в отливках достигается, с одной стороны, за счет глубокого обессеривания (Sg0,01%), что позволяет получать необходимую форму графита при низком остаточном содержании магния; с другой стороны, за счет применения графитизированной дроби из чугуна с шаровидным графитом.

Оптимальный размер дроби 0,5-4 мм.

В каждом кубическом миллиметре такой дроби содержится 10 -10 вклю6 чений графита, являющихся центрами кристаллизации после введения модификатора в жидкий чугун.

Повышение выхода годного достигается тем. что отсутствие при модифицировании повышения содержания кремния позволяет поднять содержание углерода в отливке на 0,15-0,20% при сохранении углеродного эквивалента на одном уровне. Кроме того, благодаря более низкому содержанию остаточного магния и хорошей графитиэирующей подготовки расплава значительно снижается предусадочное расширение эатвердевающей оболочки от-, ливки, уменьшая тем самым дефицит питания внутри отливки.

Примеры приведены в таблице.

655740

Составитель И.Чепикова

Редактор Е.Братчикова Техред М.Петко Корректор В.Куприянов

Эаказ 1461/22 Тираж 726 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Формула изобретения

1. Модификатор, содержащий магнийсодержащий реагент, барийсодержащий реагент и чугун с шаровидным графитом, отличающийся тем, что, с целью снижения отбела и повышения механических свойств чугуна, он дополнительно содержит кальцийуглеродсодержащий реагент при следующем соотношении компонентов, вес.Ъг

Кальцийуглеродсодержащий. реагент 30-60

Барийсодержащий реагент 2- 5 в

Иагнийсодержащий реагент 3-10

Чугун с шаровидным графитом Остальное

2. Модификатор по .п.1, о т л и ч а ю ta и и с я тем, что в качестве

5 кальцийуглеродсодержащего реагента он содержит карбид кальция.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ващенко К.И., Софрони Л.

)p Магниевый чугун, М., Машгиэ, 1960, с. 5-8.

2. Авторское свидетельство СССР

9 459503, кл С22С 35/00, 1973.