Модифицирующая смесь
Патент 973654
Авторы
Модифицирующая смесь
Иллюстрации
Реферат
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.