Модифицирующая смесь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 р 4 С 21 С 02 иств чугу ржит пла- соотноагнии гра ированный Плавиковый шпатФерросплав2. Модифицируюо т л и ч а ю щферросплав имееткий состав, мас. стальн ь по п ая смеяся ем, что химиче следу%: 0-7 КремнииРедкоземелные металлАлюминийКальцийМарганецЖелезо 0,4-3,2 0,6-2,6 0,5-1,5 0,5-3,5 Остально УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРделАм изоБРетений и ОтнРытий ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт проблем литья АН УССР(54)(57) 1. МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ дляполучения чугуна с шаровидным графитом в литейной форме, включающаямагний гранулированный и ферросплав,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью улучшения структуры графита и повышения механических св на, опа дополнительно сод виковый шлат при следующе шении компонентов, мас. %1245596 55 Изобретение относится к машиностроению и металлургии и может быть использовано при изготовлении отливок из чугуна с шаровидным графитом методом внутриформенного модифицированияЦелью изобретения является улучшение структуры графита, повышение механических свойств чугуна с шаровидным графитом в отливках, получаемых методом внутриформенного модифицирования, и снижение расхода материалов,Предлагаемая модифицирующая смесь включает следующие компоненты, мас.7:Магний гранулированный 4-11 Плавиковый шпат 0 5-4Ферросплавгранулированный Остальное При этом Ферросплав содержит, мас.%: кремний 60-79, РЗМ 04-3,2, алюминий 0,6-2,6, кальций 05-1,5, марганец 0,5-3,5, железо - остальное.Магний гранулированный в количестве 4-11 мас.% в модифицирующей смеси является оптимальным как в .отношении сфероидизирующего влияния на графит, так и по длительности и равномерности растворения смеси в чугуну, При содержании менее 4 мас.% магния форма графита ухудшается, а при содержании более 11 мас.% магния реакция моднфицирования. ускоряется и части отливок,. заполняемых первыми и последними порциями металла, получаются неодинаковы по структуре и свойствам чугуна.Плавиковый шпат в количестве 0,5- 4 мас.7 вводят в состав смеси для обеспечения равномерности по времени растворения модификаторов, понижения температуры плавления, повьппения жидкотекучести расплава и исключения образования тугоплавких окислов, сульфидов кальция, РЗМ, алюминия, кремния и др, включений которые, перекрывая узкие элементы литниковой системы, могут изменить скорость заполг: ния соормы металлом и, значит, скорость растворения модифицирующей смеси. Менее чем 0,5 мас,% плавикового шпата является недостаточньпч для изменения жидкотекучести, а при более 4 мас,7. этого компонента образуюшиеся шлаки становятся настолько жидко 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 текучими, что не задерживаясь в литннковой системе, могут попадать вФорму, понижая качество отливок,Количество гранулированного ферросплава в смеси выбирают с учетом наличия в смеси указанных доз магния иплавикового шпата, оно составляет85-95,5 мас.7,. Исходя из этого количества Ферросплава, в смеси определяют содержания в нем РЗМ, алюминия,кальция, марганца, кремния и железа.Верхний предел содержания РЗМ(3,2 мас,.%) в ферросплаве ограниченопасностью появления в структуре чугуна структурно-свободных карбидов,а при менее 0,4 мас,% РЗМ полнаянейтрализация десфероидизирующегодействия включений в исходном чугуне вредных элементов (титан, висмути др,) не достигается,Алюминий связывает растворенныйв чугуне кислород в тугоплавкие окислы и в присутствии РЗМ одновременнодействует как графитизирующий элемент. При большем чем 2,6 мас.% содержании алюминия в сплаве появляется опасность загрязнения отливок неметаллическими включениями и ухудшения их свойств, содержание его менее 0,6 мас,% недостаточно для рафинирования и графитизации расплава.Ограничения по содержанию кальциявызываются значительно большей химической активностью этого элементапо сравнению с магнием. 0,5-1,5 мас.7.кальция является оптимальным как посфероидизирующему действию, так ипо механическим свойствам чугуна,менее 0,5 мас.7 кальция недостаточно для глубокого рафинирования исходного чугуна, а при более 1,5 мас7.этого элемента отливки из чугуна,модифицированного в литейной Форме,имеют,дефекты типа включений сульфицов, окислов и др,Марганец способствует получениюгранул ферросплава плотными без газовых и усадочных раковин, При меньшем чем 0,5% содержании марганца иболее 3,5 мас.% ферросплав стаговится неоднородным по составу, что приводит к нестабильным результатамего использования. Количество кремния (60-79 мас,7) выбирают для обеспечения наибольшей графитизирующей способности смеси. При меньшем содержании кремния (менее 60) появляется опасность отбела(более 797) снижается прочностьчугуна,Указанный Ферросплав применяетсяв виде гранул размерами 1-4 мм, получаемых непосредственно при разливке расплава после его выплавки,при этом отпадает необходимость вдополнительном измельчении сплава,что позволяет избежать потерь и на40-507 уменьшить фактический расходферросплава.Эффективность предлагаемой модифицирующей смеси подтверждается опытами. Применяют гранулированный магний марки МГП-З, Ферросплав предлагаемого состава и плавиковый шлат,измельченный до зерен менее 3 мм.Смесь указанных компонентов в различном их соотношении, а также известную смесь ферросилиция марки(91,5 мас.7. и гранулированного магния МГП(8,57) при постоянном расходе (0,75-0,80 массы чугуна в форме) располагают в специальной полости литниковой системы Формы приизготовлении тонкостенных отливок(толщина стенки 6-11 мм) сложной конфтгурации металлоемкостью до 80 кг,Чугун исходного состава, мас. : углерод З,б,9, кремний 2,05-2,20,марганец 0,33-0,41, хром 0,07-0,10,сера 0,010-0,013 заливают в формыпри.1390-1410 С. Опробованные варианты модифициро-,вания, структура и свойства модифицированного чугуна в отливках приведены в таблице.5Наилучшие значения степени сфероидизации графита (ССГ = 90-957),пределов прочности (490-515 МПа) иотносительного удлинения (13-187)получают в опытах 1-4, в которыхкомпонентный состав смеси соответствует предлагаемому.Смесь предлагаемого состава всравнении с известной (ферросилицийФС"и магний) обеспечивает чугунуболее высокие механические свойства(на 10-157 по пределу прочности ина 30-807. по удлинению).Примение Ферросплава в виде гранул, получаемых при затвердеваниирасплава, позволяет на 40-507. уменьшить потери его, которые образуютсяпри механическом дроблении до,требуемых Фракций. д Использование предлагаемой модифицирующей смеси по сравнению с известной позволяет исключить операции механического измельчения ферросплава на основе ферросилиция ФО 75 и эа счет этого в 1,4-1,5 раза уменьшить его расход, на 10-207 повысить механические свойства высокопрочного чугуна за счет улучшения структуры графита и рафинирования чугуна.