Смесь для обработки чугуна

СОКИ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ае ао З(59 С 22 С 35/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР ЫТ Н АВТОРСКОМУ С О/22 -028384. Бюл. В 36льнис, В,С,Шумирин, Ю.Т.СоколюВ.И.Московка,чюси А.С.Доброский литейный з ГУНА т итно по вре ольскисвод "Центваороео(54)(57) СМЕСЬ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЧУ включающая сурьму и алюминий, о л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения зоны межденд го графита в поверхностных слоях периметру заготовок и продления мени действия аффекта модифици ния, она дополнительно содержит шок графита при следующем соотн нии компонентов, мас. 7.:Сурьма 10-40 Порошок графита 10-40 Алюминий Остальное20 Известный модификатор обладает достаточным эффектом для стабилизации перлитной составляющей металлической матрицы и увеличения в ней количества перлнта при его расходе30 0,8-1,0% от веса жидкого чугуна. При этом при значительном влиянии Йзвест ного модификатора на структуру метал лической матрицы не наблюдается заметного влияния его на форму и размер графитовых включений. Это связано с теплофизическими особенностями процесса непрерывного литья, В поверхностных слоях непрерывнолитой за готовки на глубине 4-6 мм по всему 40 периметру от поверхности, контактирующей с охлаждаемой графитовой вставкой кристаллизатора, превалирует зона междендритного и междендритно-точечного графита с размерами 15"30 мкм. Для изделий (например, накладных направляющих металлорежу" щих станков, изготавливаемых методом непрерывного литья, и других деталей ответственного назначения), 50 работающих в условиях трения скольжения, такая форма графита поверхностной зоны является дефектной, так как, снижает их износостойкость. Эту зону назначают как припуск на механи ческую обработку. Кроме того, обработка чугуна известным модификатором не обеспечивает сохранения эффекта Изобретение относится к литейномупроизводству, преимущественно к составам для обработки чугуна, и мажетбыть использовано для улучшения качества,литого материала при проиэводстве иэделий методом непрерывноголитьяИзвестно использование для обработки чугуна комплексной добавки,содержащей модифицирующие и легирующие элементы, такие как алюминий,кальций, РЗИ, сурьма 1.1 .Однако известная добавка не обес.печивает получения в поверхностныхзонах непрерывнолитых заготовок требуемой формы и размеров графитовыхвключений, что вызывает повышенныйприпуск на механическую обработку.Наиболее близким к изобретениюпо составу, технической сущности идостигаемому эффекту является модификатор 2,1 следующего состава,мас, %; церий 2-5; алюминий 20-30;кремний 30-35; сурьма 6-10барий и железо остальное, 25 моднфицировапия более 15 мин, в товремя как при установившемся производственном цикле на линиях непрерывной разливки чугуна интервал междупоследующими заливами расплава в металлоприемник производится через 2025 мин,Целью изобретения является уменьшение зоны междендритного графитав поверхностных слоях по периметрузаготовок и продление времени действия эффекта модифицирования,Поставленная цель достигаетсятем, что в смесь для обработки чугуна, включающую сурьму и алюминий,дополнительно введен порошок графитапри следующем соотношении компонентов мас%Сурьма 10-40Порошок графита 10-40Алюминий ОстальноеПоложительное действие предлагаемой механической смеси на уменьшениезоны междендритного графита в поверхностных слоях непрерывнолитныхчугунных заготовок проявляется при.расходе смеси в количестве 0,2 - 0,4%от массы обрабатываемого чугуна.Порошок графита является модифицирующей добавкой, эффект модифицирования которой сохраняется на протяжении 20-25 мин при 1300-1400 С,в то время как эффективность действия кремния и бария сохраняется втечение 10-15 мин после ввода модификатора. Порошок графита фракции0,2-1,0 мм, введенный в расплав в количестве 10-40% от веса смеси, растворяясь в чугуне, образует включенияграфита в поверхностных слоях непрерывнолитых заготовок размерами 100130 мкм, Такие включения графитаобеспечивают длительное по действиюзародышеобразование в процессе кристаллизации чугуна, благодаря чемузона междендритного графита в поверхностных слоях по периметру заготовки уменьшается до 2-2,5 мм, чтоспособствует ограничению припусковна механическую обработку в этих пределах. Ввод более 40% порошка графита в смеси приводит к формированию крупных включений графита в чугуне, существенно снижающих прочностные характеристики непрерывнолитных заготовок, Ввод менее 10% порошка в смеси не обеспечивает стабильного111 б 085 Эдействия смеси в результате растворения графита, когда зародышеобраэующий эффект включений графита исче зает, и эффективность модифицирования определяется лишь действием 5 алюминия.Использование фракции порошка графита менее 0,2 мм затруднено, так как под действием восходящих потоков теплового воздуха такую Фракцию вы О дувает иэ смеси и ввод ее в металл крайне затруднен, кроме того ухудшаются экологические условия в литейном цехе.При высокой степени окисленности металла действие порошка графита как модификатора незначительно, так как кислород, адсорбируясь на его поверхности, препятствует растворению, затрудняет зародышеобразующее действие графита. Для устранения этого в составе смеси присутствует алюминий, раскисляющий металл как при низких, так и при высоких температурах. 25Использование алюминия (20-80%) как основы смеси для обработки чугуна обеспечивает стабильное действие порошка графита как модификатора.Менее 20 . алюминия в составе смеси использовать нецелесообразно, так как при высокой степени окисленности металла действие порошка графита как модификатора нестабильно. ролее 80 алюминия использоватьне следует, поскольку 80% А( обеспечи 35 вает стабильность действия порошка графита при любой степени окисленности чугуна.Присутствие сурьмы в смеси в ука 40 занных пределах обеспечивает получение перлитной структуры в заготовках (перлита на менее 95 на удалении 2" 2,5 мм от поверхности заготовки). При содержании сурьмы менее 10 . коли 45 чество перлита уменьшается, а превышение ее количества более 40% приводит к повышению твердости чугуна выше 240 НВ, что затрудняет механическую обработку заготовок.1 4Проверку эффективности модифицирующего действия смеси для обработки чугуна проводили в условиях опытного производства на базовом чугуне следующего состава, мас.й: углерод 3,5; кремний 2,2; марганец О,б; фосфор 0,04 и сера 0,03.Составы используемых присадок приведены в табл. 1.Исходный чугун плавили в индукционной печи МТП. Температура чугуна при обработоке находилась в пределах 1380-1420 С. Обработку чугуна проводили путем погружения смеси на дно ковша перед выпуском металла из печи. Количество вводимой смеси составляло 0,3 от веса жидкого чугу" на. После заполнения ковша металлом очищали шлак и переливали расплав в металлическую изложницу для отливки заготовок.Для исследования структур модифицированных чугунов известным и предлагаемым составами модификаторов вырезали темплеты из литых заготовок через каждые 5 мин после заполнения изложницы расплавом. Результаты проведенных экспериментов представлены в табл. 2,Из данных табл. 2 видно, что у чугунов, обработанных механической смесью, содержащей 10-40 сурьмы, 10-40 порошка графита и алюминий .остальное, наблюдается уменьшение зоны междендритного графита с 5 до 2- 2,5 мм, а эффект модифицирования сохраняется до 25 мин, в то время как у чугунов, обработанных известным модификатором, эффект модифицирования сохраняется 15 мин. Ожидаемый экономический эффект от использования изобретения составляет 9-10 руб. при производстве 1 т чугунных заготовок за счет уменьшения зоны междендритного графита в 2- 2,5 раза и увеличения времени действия эффекта модифицирования в 1,4 раза.111608 Таблица 1 Состав присадок, мас, Х Аюпоминий Сурьма Церий Кремний Барий Железо Порошок графита Смесь Ю ЗО 6 2 Остальное 10. 4 32 7 Остальное 10 3 То же 40 40 30 4И 30 20 20 Таблица 2 Средний размер графитовых включений, мкм,в заготовках на расстоянии 6 мм от поверхности черезмин, пребывания чугуна в металлической зложнице Составы используемых присадок Сразу после обработки 16 20 10 5,0 120Ф 2,5 130 1 Г 2 2,0 100 2,2 120 2,3 120 180 150 160 Составитель К.СорокинРедактор Н.Швыдкая Техред А.Ач Корректор С.Черни Заказ 6870/21 Тираж 602 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5