Способ модифицирования серого чугуна

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 765179 А 9) .ЯрЗ. ОБРЕТЕНИЯ САН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Жуков А.А. О комплексном модифицировании серого чугуна. Л.П. 1985, М 3, с.9,Авторское свидетельство СССР М 922154, кл, С 22 С 1/00, 1980.(54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ СЕРОГО ЧУГУНА(57) Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при производсттение относится к лите ву, в частности к разработк ечного мо и и и ования с Иэобре и производст е собов внеп дфцр е чугуна. Известны различные способы ком сного (встречного) модифицирования на, заключающегося в одновременно раздельном вводе графитизирующего беливающего модификаторов,Модификаторы-антиподы не тальк ослабляют действие каждого из них,взаимно усиливают некоторые положи ные эффекты - повышают механиче свойства чугуна, улучшают микрострукторого теллур ввовисмутом В 2 Тез ввеса жидкого чурросилиция к соетом 1;(0,01 - 0,50),ному спо- рого плек- чугум,или и отно ельские УРУ Наиболее близким по технической сущ ости и достигаемому эффекту к предлагае ому является способ модифицировани ОСУДАР СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР 5 С 21 С 1/00, С 22 С 35/00 ве чугунных цилиндрических заготовок. Цель изобретения - повышение твердости в поверхностном слое цилиндрических заготовок. Предложен способ получения цилиндрических заготовок из чугуна, включающий обработку расплава ферросилицием, алюминием и теллуром, При этом расход модифицирующей смеси составляет 0,35 - 0,6 мас.; обрабатываемого расплава, а соотношение между ферросилицием и алюминием равно 1: (0,04 - 0,1), причем теллур вводится на дно литейной формы в виде таблетки или брикета в количестве 0,08 - 0,13 массы ферросилиция. Дополнительный ввод А и использование Те позволили повысить твердость в поверхностном слое до 50 мм на 5-9 НЯд, 1 табл. серого чугуна, согласно к дят в виде соединения с количестве 0,0002 - 0,01 гуна при соотношении ф динению теллура с висм Недостатком известных способов модифицирования является невозможность их использования для получения в одной заготовке рабочего износостойкого слоя глубиной не более 15 мм с твердостью 60 - 70 НЯ о и сердцевины с твердостью 35 - 45 НЯо из чугуна одного состава. "Кроме того, известные способы не регламентируют временйых показателей технологического процесса, что не позволяет достичь требуемых показателей качества,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 поскольку действие модификаторов ограничено, как правило, 10 - 25 мин.Цель изобретения - получение твердогоизносостойкого поверхностного слоя при сохранении удовлетворительной обрабатываемости чугуна сердцевины.Поставленная цель достигается тем, чтовначале ферросилиций с алюминием вводят в ковш при соотношении 1:(0,04 - 0,10) в количестве 0,35 - 0,6% от веса жидкого чугуна, выдерживают расплав втечение 6 - 15 мин, а затем заливают в литейные формы на днокоторых и редва рител ь но вводят теллур в количестве 0,08 - 0,13 от массы ферросилиция.Технологических решений с аналогичными признаками и решающих поставленную задачу, не обнаружено, Следовательно, предложенное решение обладает существенными отличиями, Положительный результат - обеспечение необходимого качества. литых заготовок - достигается за счет утонения технологических параметров модифицирования серого чугуна с учетом термовременных характеристик действия модификаторов.Предлагаемый способ модифицирования чугуна имеет преимущество по сравнению с известным в том, что он способствует образованию достаточно крупных и устойчивых центров графитизации и глубокому раскислению расплава вводом сильнодействующих графитизирующих элементов, таких, как кремний и алюминий, понижающих растворимость углерода и способствующих выпадению из раствора графитовой фазы, Последующая обработка чугуна присадками теллура позволяет сохранять сверхравновесную концентрацию центров графитизации в течение относительно длительного периода, тем самым преодолевая длитель.ность действия графитизирующей добавки, В то же время часть центров графитизации в результате сильной блокады дезактивиру- .-.= ется и дальнейший их рост в период кристаллизации прекращается, то есть теллур благоприятно действует на графитизацию имикроструктуру до определенных пределов.Избыточное его содержание вызывает появление структурно-свободных карбидов, А так как максимальное действие теллура приходится на первые минуты контакта с жидким чугуном,то это приводит к получению требуемой глубины и твердости износостойкого поверхностного рабочего слоя за счет появления в структуре высокотвердого цемента и специальных карбидов с микротвердостью до 1800 Н/мм против 900 - 1100 Нlмм у серийного чугуна. Пределы содержания ферросилиция и алюминия и их соотношение по предлагаемому способу выбраны опытным путем, Ввод их в расплав менее 0,35% от веса жидкого чугуна не сопровождается значительным развитием графитизации и ограничивает его модифицирующую способность.Ввод более 0,6 смеси затрудняет получение чистого отбеленного слоя необходимой твердости, при этом происходит ухудшение механических свойств чугуна.Отношение ферросилиция к алюминию меньше чем 1:0,04 замедляет живучесть модифицирующего воздействия модификатора, Отношение ферросилиция к алюминия больше, чем 1:0,10 приводит к повышенному угару алюминия, ухудшаются литейные свойства заливаемого чугуна, в том числе и жидкотекучесть.Время выдержки расплава в ковше до заливки форм должно быть сокращено до минимума, ибо действие модификатора прекратится прежде, чем удастся получить необходимую структуру в сердцевине валка, Выдерживать расплав менее 6 мин не позволяет существующий технологический процесс очистки шлака, а выдержка более 15 мин приводит к появлению в сердцевине половинчатого труднообрабатываемого чугуна, начинает уменьшаться дисперность графитных включений,Количество теллура выбрано с таким расчетом, чтобы обеспечить максимальный эффект в первые минуты и получить требуемую твердость рабочего слоя. Введение теллура менее 0,08массы ферросилиция не обеспечивает достижение поставленной цели; увеличение содержания более 0,13 приводит к появлению аномальных форм графита, избыточному количеству цемента в поверхностном слое, что ведет к хрупкости и трещинообразоаанию чугуна,Ввод теллура в виде таблеток или брикетов объясняется лучшей его усваиваемостью и минимальным угаром. При этом обеспечиваются удовлетворительные санитарно-гигиенические условия труда.П р и м е р, По предлагаемому способу обработке подвергали чугун, выплавленный в вагранке, следующего химического состава, мас.: С 3,25; Я 0,75; Мп 0,45; Я 0,11; Р 0,38; й 0,75; Сг 0,32. В ковш емкостью чугуна 10 т предварительно нагретый до 450 - 550 С помещали чушковый ферросилиций марки ФС 75 (ГОСТ 1415-78) и алюминий марки АВ 97 (ГОСТ 295-79) в количестве соответственно 45 и 4 кг, После выпуска металла при 1370 - 1380 С в ковш его подают на место очистки шлака, После 10 мин выдержки заливают 4 цилиндрические заготовки через одну литниковую систему в1765179 Разработанный способ модифицирования прошел испытания при отливке чугунных заготовок плунжеров для тяжелых прессов на заводе прокатных валков.5 форме которых предварительно нэ днище уложены таблетки теллура массой по 12 г, Температура заливки форм 1320 С,Расход модификаторов выбирается путем изменения заявляемых соотношений, Для сравнения чугун обрабатывали соединением В 12 Тез иферросилицием поизвестному способу. Из отличительных заготовок вырезают образцы для металлографического анализа и испытания физико-механических свойств.Результаты испытаний чугуна исходного химического состава (М 3) модифицированного по известному (ММ 1 и 2) и предлагаемому способам представлены в таблице,Как видно из таблицы, предлагаемый способ модифицирования серого чугуна позволяет повысить глубину отбела и твердость рабочего слоя, измельчить графитные включения в сердцевине заготовки, улучшить обрабатываемость серой зоны,Формула изобретения Способ модифицирования серого чугуна преимущественно для цилиндрических заготовок, включающий обработку распла ва ферросилицием и теллуросодержащимреагентом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения твердости в поверхностном слое цилиндрической заготовки, при обработке ферросилицием в расплав допол нительно вводят алюминий при соотношении между ними, равном 1; (0,04 - 0,10), при их совместном расходе 0,35 - 0,6 мас,о, а в качестве теллуросодержащего реагента используют теллур, присаживаемый на дно ли тейной формы в виде таблетки или брикетав количестве 0,08 - 0,13 массы ферросилиция,Свойства материала отливок Способ Расход модификатора,Времявыдержкимин 6, От бел,НПа мм ФС 75 Ж++ А 1 Соо тношениефс 2 .А 1 Теллурот массы ФС 75 Тве рдо ст ь НБ в на глубине, мм Известный 1 Исходный245 265 0,2 0,2 44 46 18 20 о,о 5 0,07 41 о 46 Составитель Н,КасторныйРедактор С. Горячева Тахред М,Моргентал Корректор Л.Лукач Заказ 3353 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушскэя наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Пре дла га емый456789101112131415161718 0,30 0,30 0,45 0,56 0,56 0,35 0,55 0,57 0,60 о,65 0,65 0,59 0,58 0,55 1:0,03 1:0,08 1:0,03 1:0,07 1:0,09 1:о,о 4 1:0,06 1:0,08 1:0,09 1:0,10 1:0,11 1:0,091:0,11 1:0,08 1:0,08 0,07 0,1 0 0,11 0,07 0,12 о,о 8 0,09 0,11 0,12 0,13 0,14 0,12 0,110,14 0,1 0 5 15 13 12 5 6 8 12 14 15 16 1 О 11 14 17 365 430 420 415 400 425 435 450 460 455 440 410 415 455 505 4 4 4 9 8 8 12 13 15 12 9 8 9 14 6 56 60 58 67 68 62 64 68 68 69 66 62 63 68 58 47 42 44 59 50 44 41 42 45 43 46 40 41 40 40