Способ получения чугуна

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ТЕНТ Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(71) Грузинский технический университет(73) Грузинский технический университет(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА(57) Использование: производство различных отливок Сущность изобретения: расплав обрабатываютмагнийсодержащей лигатурой в плавильном агре(19) ЮУ (11) 2004594 С 3.(Я 1) Я С 21 С 1 10 гате, а графитизирующей и упрочняющей присадками в ковше, в качестве упрочняющей присадки используют борсодержащее вещество в количестве, обеспечивающем остаточное содержание бора в чугуне 0,01 - 0,03%, в качестве борсодержащего вещества целесообразно использовать ферробор, а в качестве графитизирующей присадки - ферросилиций марки ФС - 75, которые вводят в количестве соответственно 0,3 и 0,5% от массы расплава. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.10 20 Изобретение относится к литейному производству и металлургии, в частности к технологии модифицирования чугуна, и может быть использовано при производстве различных отливок.Известен способ получения чугуна с шаровидным графитом, включающий ввод о расплав сфеооидизатора и последующее вторичное модифицирование ферросилицием (кн, "Справочник по чугунному литью" под ред. Н.Г.Гиршовича, ЛМашиностроение, 1978, с,246),Недостатком известного способа являются ограниченные возможности гювышения механических и служебных свойств получаемого чугуна,Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения чугуна с шаровидным графитом, включающий последовательную обработку расплава чугуна сначала магнийсодержащей лигатурой, затем одновременно вводимыми в расплав графитизирую щей и уп роцня ю щей и рисадками (авт.св. К. 502946, кл. С 21 С 1/10, 1971),Однако, известный способ не позволяет легировать графитовые включения, в результате чего уровень механических свойств и термостойкость получаемого чугуна остаются сравнительно низкими.Целью заявляемого изобретения является повышение механических свойств и термостойкости чугуна.Поставленная цель достигается тем, что в способе получения чугуна с шаровидным графитом, включающем последовательную обработку расплава чугуна сначала магний- содержащей лигатурой, затем одновременно вводимыми в расплав графитизирующей и упрочняющей присадками, обработку расплава магнийсодержащей лигатурой осуществляют в плавильном агрегате, а графитизирующей и упрочняющей присадками - в ковше, при этом в качестве упрочняющей присадки используют борсодержащее вещество в количестве, обеспечивающем остаточное содержание бора в чугуне 0,01 - 0,03 .В качестве борсодержащего вещества используют ферробор, а в качестве графитизирующей присадки - ферросилиций марки ФС, причем ферробор и ферросилиций вводят в количестве соответственно 0,3% и 0,5% от массы расплава.В заявляемом способе учтена способность бора замедлять окисление. графита при высоких температурах путем пассивирования его поверхности.Оптимальное количество бора в чугуне находится в пределах 0,01-0,03%, так как 25 30 35 40 45 50 55 при более высоких концентрациях возрастает степень легированности аустенита и в структуре формируются свободные карбиды, что ухудшает свойства чугуна, а меньшие количества бора в чугуне малоэффективны. Снижение показателей чугуна при изменении порядка ввода компонентов объясняется тем, что при вводе борсодержащего вещества до графитиэирующего модифицирования бор расходуется на образование различных химических соединений и твердых растворов, а не на легирование графита, который образуется позже. Присадка борсодержащего вещества после графитизирующе го ьлоди фи ци ро ва н ия и ра кти чески н е влияет на дисперсность графитовых включений, цто также отрицательно отражается на комплексе характеристик чугуна. Заявляемый способ был опробован при выплавке чугуна для кокилей, Металл плавили в индукционной пеци ИТС,0, Исходный чугун имел следующий химический состав; углерод - 3,6. кремний - 1,9%, марганец - 0,6 , сера - 0,003%, фосфор - 0,06, Чугун перегревали до 1450 С и удалив с зеркала металла образовавшийся шлак, вводили в расплав при помощи графитового колокольчика гранулированный магний. Модифицированный таким образом жидкий чугун переливали в предварительно разогретый разливочный ковш, на дно которого помещали 0,3% измельченного ферробора и 0,5% ФС, Обработанный и очищенный от шлака расплав заливался в подготовленные формы.Полученные результаты представлены втаблице.Указанный способ ввода борсодержащего вещества позволяет легировать графит и повысить дисперсность структурных составляющих, Включения легированного бором графита в сравнении с обычными армированы металлицескими частицами, обладают повышенной микротвердостью (см,таблицу) и благодаря более высокой концентрации примесных микроэлементов при термомеханицеском нагружении ведут себя как жесткие. Бор в графитовых включениях сосредоточен на их поверхности, этим обьясняется более высокий уровень механических свойств термостойкости и пластичности при высоких температурах.Результаты заявляемого способа отличаются высокой стабильностью. Термостойкость опытных кокилей в 1,4 раза превосходит соответствующий показатель базовых,(56) Справочник по чугунномулитью, и/р М.Г,Гиршовича, Л., Машиностроение, 1978, с,246,Авторское свидетельство СССРМ 502946, кл. С 21 С 110, 1971. Свойства ЧШГ в зависимости от способа его получения оь, МПа д, 1 Расход маг- Расход . ния (лигату- ферросилиры),ция, 9 Степень деформации при сжатии при 850 С. Термостойкость, цикл Количество бора в чугуне, 1 Основные параметры и последовательность ввода компонентов2,3 0,8 34 320 600 0.4 0,03 0,20 610 2,7 330 Противопо- ставляемый По прототипу применяли М 1 М 9 лигатуру, содержащую 16 М 9 и 841 %. Формула изобретения Составитель Л,Ганина Редактор Н.Сильнягина Техред М,Моргентал Корректор О,КравцоваЗаказ 3380 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб.,4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Ввод борсодержащего вещества одновременно с графитизирующей добавкойВвод борсодержащего вещества до ввода графитизирующей присадки Ввод борсодержащего вещества после графитизирующей присадкиОбработка расплава смесью графитизирующей добавкии РЗМ 1. СПОСОБПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА с шаровидным графитом, включающий последовательную обработку расплава чугуна сначала магнийсодержащий лигатурой, затем одновременно вводимыми в расплав графитизирующей и упрочняющей присадками, отличающийся тем, что, с целью повышения механических свойств и термостойкости, обработку расплава магнийсодержащей лигатурой осуществляют в плавильном агрегате, а графитизирующей 35и упрочняющей присадками - в ковше, при, этом в качестве упрочняющей присадки ис-пользуют борсодержащее вещество в количестве, обеспечивающем остаточное содержание бора в чугуне 0,01 - 0,03.40 2, Способ по п.1, отличающийся тем,что в качестве борсодержащего вещества используют ферробор, а в качестве графитизирующей присадки - ферросилиций марки ФС 75, причем ферробор и ферроси лиций вводят в количестве соответственно0,3 и 0,5 ов от массы расплава.