Модификатор для чугуна

)5 С 22 С 35/00 ЕНИ ВТОРСКО СВИДЕТЕЛЬСТВ зного проек тэ литейно ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1366545, кл. С 22 С 35/00, 1986.Авторское свидетельство СССРМт 533666, кл. С 22 С 35/00, 1975.(54) МОДИФИКАТОР ДЛЯ ЧУГУНА(57) Изобретение относится к модификатрам для чугуна. Целью изобретения являе Изобретение относится к литейному производству, а именно к модификаторам для производства высокопрочного чугуна, преимущественно при получении отливок деталей гидросистем высокого давления.Цель изобретения - снижение пироэффекта при обработке, повышение срока годности модификатора. степени усвоения компонентов расплавом. кавитационноэрозионной стойкости и гидроплотности чугуна,Оценку эффективности модификаторов проводят в серии экспериментальных плавок в металлургической лаборатории. В качестве шихтовых материалов используют следующие сплавы и чистые компоненты; металлический гранулированный магний, силикокальций СК-ЗО, силикобарий ФС 55 Ба 32, силикостронций ССт 30, металличе, 1668452 А 1 ся снижение пироэффекта при обработке, повышение срока годности модификатора, степени усвоения компонентов расплавом, кавитационно-эрозионной стойкости и гидроплотности чугуна, Модификатор содержит, мас.0 ь: магний 1-4, кальций 1-3, барий 1-3, РЗМ 1-10, медь 1-15, марганец 1-10, углерод 0,5-3,0, цирконий 0,5-5,0, кремний 35-50, железо - остальное, Модифицировэние доэвтектического кремниймарганцового чугуна предлагаемым модификатором позволило на 2-12% повысить кавитационно-эрозионную стойкость и до 430-457 МПаЯ гидроплотность чугуна, при этом степень усвоения магния и РЗМ расплавом увеличилась до 80-85 . 2 табл,ос, ский чушковый алюминий, лигатура, Сф ФСЗОРЗМЗОА, катодная медь, металличе- ф ский марганец, ферросиликоцирконий (д ФСЦр 50, ферросилиций ФС 75. Модификаторы выплавляют в графитовом тигле емкостью 500 г, помещенном в заключенный индуктор установки ЛПЗ.Для предотвращения угара компонентов с момента включения индуктора до момента затвердевания модификатора в тигель подают аргон. По охлаждении тигля полученный слиток выбивают и дробят до фракции 1-10 мм.Базовый чугун состава, мас.0: углерод 3,5-3,7; кремний 1,5-1,7; марганец 0,5-0,7;фосфор 0,1; хром 0,1 и сера 0,04-0,05 выплавляют в индукционной печи емкостью 60 кг с кислой футеровкой. Обработанным металлом заливают соответствующие образ 1668452чества металла,цы, от каждого из которых отбирают пробы на химанализ. Расход модификаторов составляет 2,2% от массы обрабатываемого ме 1 алла. Температура обработки 1400 С.Кавитационно-эрозионную стойкость чугуна определяют путем помещения образца чугуна в кавитирующий поток минерального масла при давлении 30 МПа ивремени испытания 4 ч, Износ определяют как потерю массы по отношению к первоначальной и выражают в процентах, причем износ образца, изготовленного из чугуна, обработанного известным модификатором, взят за 100%Гидроплотность чугуна определяют по общепринятой методике - одностороннему нагружению чашевидного образца с толщиной рабочей части 0,8 мм маслом под давлением до 60 МПа, Порог гидроплотности исчисляют по моменту разрушения образца и выражают в мегапаскалях (давление масла в момент разрушения).Степень усвоения модификатора определяют как отношение количества усвоив- шейся суммы магния и РЗМ к введенной, так как усвоение суммы магния и РЗМ с достаточной степенью характеризует стабильность и качество процесса модифицирования,Различие в сроке годности модификаторов определяют по их склонности к само- рассыпанию следующим образом; по 1 кг каждого модификатора Фрак;ли 1-10 мм хранят в течение 120 сут на открытой площадке, после чего определяют количество образовавшейся пыли, не пригодной купог ребланию (фракция менее 1 мм), которое выражали в процентах по отношению к количеству пыли, образовавшейся у известного модификатора, принятому за 100%.Пироэффект определяют визуально по силе свечения и количеству дымовыделений,Данные по составам испытанных модификаторов и свойствам модификатора и чугуна сведены в табл,1 и 2.Введение в состав модификатора циркония обуславливает измельчение включений графита, повышение разобщенности графитовых включений в структуре чугуна, а также предотвращает образование хрупких фаэ на границах зерен, либо вызывает их глобуляризацию, что способствует повышению КЗС и гидроплотности, характер разрушения при которых имеет вид выкрашивания отдельных зерен металла, разрывов межзеренных связей. Являясь активным десульфуратом и дегазатором цирконий частично заменяет магний, что позволяет понизить содержание последне 10 15 20 25 30 35 40 45 50 го, обеспечив тем самым повышение степени усвоения модификатора при одновременном снижении пиооэффекта, Опытным путем установлено, что добавка циркония в марганецсодержащие модификаторы в значительной степени подавляет процесс саморассыпания частлц сплава, что значительно увеличивает срок годности модификатора к использованию.Добавка циркония менее 0,5% не оказывает положительного влияния на свойства модификатора, а свыше 5,0% цирконий начинает ферритизировать чугун, что снижает КЭС и гидроплотность.Медь и марганец способствуют перлитизации металлической основы чугуна, что повышает его эксплуатационные характеристики, утяжеляют модификатор и снижают темпеоатуру аго плавления, что повышает степень усвоения модификатора и способствует снижению пирозффекта,Мены 1% медь и марганец свое влияние не проявляют, а добавки свыше 15% меди и 10% мар:анца не выгодны экономически и усложняют выплавку модификатора.Основное назначение кальция и бария традиционно - раскисление и дегазация чугуна, сниженле его склонности к отбелу, что обеспечивае получение качественных отливок с высоклми рабочими свойствами, Менее 1% указанные элементы воздействия на чугун не оказывают, а свыше 3% снижается степень усвоения модификатора, в результате ошлаковывания его частиц при модифицировании.Углерод в количестве 0,5-3.0% является неизбежной технологической примесью, так как выплавка модификатора наиболее целесообразна в графитовых тиглях, однако присутствие углерода снижает температуруплавления сплава, что повышает степень его усвоения, Указанное воздействие позволяет включить углерод в прадлагаемый состав. Пределы аго содержания связаны с растворимостью в сплаве и определены экспериментально,Магний и редкоземельные металлы (РЗМ) являются глсбуляризирующими компонентами модификатора, обеспечивающими получение графита вермикулярной и шаровидной Формы, что резко повышает КЭС и гидроплотность, а замена части магния на РЗМ повышает степень усвоения модификатора и снижает пирозффект Содержание РЗМ и магния менее 1% не обеспечивает надежного получения компактных Форм графита, а свыше 44 магния и 10% РЗМ повышается склонность чугуна к о балу, что снижает эксплуатационные ка1668452 Формула изобретения Таблиц а 1 Таблица 2 Степень усвоениясклонность к са- Пироэффект при Своиства чугуна магния и РЗМ, 1 Относительная кавитационная ароаионна я стойкость,морассыпанию мо-модифицировниидификатора,Гидроплатность,МПаРассыпания нет отсутствует12 Слабое свечени21 дымовыдел ениеСильное свечение420 1 ОО 55 Составитель Л.КарасеваТехред М.Моргентал Корректор М,Пожо Редактор Е.Папп Заказ 2629 Тираж 37 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4(5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 Кремний является основой модификатора, в нем растворены все щелочноземельные и редкоземельные металлы. Кремний играет роль основного графитизатора. Менее 35 графитизирующий потенциал модификатора недостаточен, а свыше 50;ь значительно падает удельный вес модификатора и повышается его температура плавления, что снижает степень усвоения и усиливает пирозффект.Железо является балластом и способствуетутяжелению модификатора, Вносится в сплав, как составляющая шихтовых ферросплавов.Таким образом, как вытекает из данных, представленных в табл.2, предлагаемый модификатоо позволяет существенно снизить пирозффект при Обработе, повысить срок годности модификатора зэ счет снижения склонности к саморассыпанию, повысить степень усвоения компонентов расплавом, кавитационно-зрозионную стойкость и гидроплотность чугуна. Модификзтор для чугуна, содержащий 5 магний, кальций, барий, редкоземельныеметаллы, медь, марганец, углерод, кремний и железо, отл и ч а ю щи йс я тем, что, с целью снижения пирозффектэ при обработке, повышения срока годности модификато рэ, степени усвоения компонентоврасплавом, кавитационно-зрозионной стойкости и гидроплотности чугуна, он дополнительно содержит цирконий при следующем соотношении компонентов, мас.от;15 МагнийКальцийБарийРедкоземельные металлыМедь20 МарганецУглеродЦирконийКремнийЖелезо