Порошковая проволока для модифицирования чугуна

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 19) 111) 1)4 С 21 С 1/00 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ЕТЕЛЬСТВУ РС КОМУ УССР.Е,О.Паэводст чугуна ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(71) Институт проблем литья АН и Институт электросварки им тона(56) Авторское свидетельство СССР У 996465, кл. С 21 С 7/00, 29.07.81.Гершман Г.Б. Модифицирование чугуна с введением модификатора в расплав в виде проволоки. в Экспре-,информация. Технология и оборудование литейного производства. Зарубежный опыт, М., НИИмаш, вып,8, 1984. (54) ПОРОШКОВАЯ ПРОВОЛОКА ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА(57)Изобретение относится к области металлургии и литейного прои ва, в частности к получению с шаровиднои или вермикулярной формой графита путем обработки его порошковой проволокой определенного состава. Цель изобретения - повышение жидкотекучести модифицированного чугуна, улучшение микроструктуры и повышение прочностных свойств чугуна в различных сечениях отливок. Порошковая проволока состоит из оболочки, изготовленной иэ меди или медно-алюминиевого сплава, например Бр 45, Бр А 7. Порошкообразная шихта проволоки содержит компоненты при следующем соотношении (в мас.т): магний 22,9-78,4, железокремниевомагниевый или железокремниевомагние- йф вокальциевый сплав 15-69,9, силикобарий 1,4-33,3. При этом коэефициеит Щ заполнения порошковой проволоки составляет 14,2-16,453., За счет стабилизации процесса модифицирования чугуна прочностные свойства повышаются на 5-87., а относительное удлинение в 2-3 раза. 3 табл. М1 1328Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к вопросу получения чугуна сшаровидной или вермикулярной Формойграфита путем обработки его порошко 5вой проволокой определенного состава.Цель изобретения - повышение жидкотекучести модифицированного чугуна, улучшение микроструктурыи повьппение прочностных свойств чугунав различных сечениях отливок.Ввод в состав порошковой шихтымагния обеспечивает получение в микроструктуре чугуна графита вермикулярной или шаровидной Формы. Улучшение формь 1 графита проявляется присодержании магния в количествах,превышающих 22,97. При увеличениисодержания магния больше 78,4/ в микроструктуре чугуна появляется структурно-свободный цементит, что уменьшает прочностные свойства чугуна.Железокремниевомагниевый (ЖКМ 1,ЖКМ 2) или железокремниевомагниевокальциевый ЖКМК 1 - ЖКМК) сплавы вводятся в состав шихты наполнителя с целью подавления образования структурно-свободного цементита, улучшения микроструктуры ивыравнивания прочност-З 0 ных свойств чугуна в различных сечениях отливок. Это действие ЖКМ или ЖКМК начинает проявляться при их содержании в шихте в количествах, превьппающих 15,0 Е. Если их содержание превышает 69,9 Е то это приводит к сокращению в наполнителе содержания магния и силикобария, снижает модифицирующее действие порошковой проволоки и приводит к ухудшению Формы 40 графитовых включений и снижению пластических и прочностных свойств чугуна.Силикобарий вводится в состав наполнителя порошковой проволоки с целью стабилизации процесса модифи цирования, улучшения микроструктурыи повышения прочностных свойств чугуна. Положительное влияние силикобария на микроструктуру и свойства чугуна начинает проявляться при его 50 содержании в наполнителе в количествах, превьппающих 1,47. Если содержаФ ние силикобария превышает 33,33, то дальнейшее улучшение микроструктуры и повышение прочностных свойств чугу на проявляется слабо.Использование для изготовления оболочек порошковой проволоки ленты из меди или медноалюминиевых сплавов 384 2способствует повьппению жидкотекучести получаемого модифицированного чугуна. Медноалюминиевые сплавы с целью получения высоких пластических свойств должны содержать не более 9,0 Е алюминия. Если содержание алюминия больше 9,0 Е,то в микроструктуре сплава появляется р -Фаза, сплав теряет пластичность и это затрудняет изготовление из него оболочки порошковой проволоки. Ввод в состав меди алюминия способствует повышению модифицирующего действия порошковой проволоки, стабилизации микроструктуры получаемого чугуна и повышению его прочностных свойств.Исследование применения для модифицирования чугуна известного и предлагаемого составов порошковой проволоки проводят в условиях литейного цеха опытного производства.Составы исследуемых порошковых проволок приведены в табл. 1.Из данных табл.1 видно, что составы 1 и 2 - порошковая проволока известных составов, проволока 3 содержит меньше магния, силикобария и больше железокремниевомагниевого сплава, проволока состава 10 содержит меньше железокремниевомагниевого сплава и больше силикобария, проволока состава 11 содержит больше магния, Составы 4-9 соответствуют порошковой проволоке предлагаемого состава.В табл.2 приведены свойства и микроструктура чугунов, полученных при его обработке исследуемыми порошковыми проволоками, где дополнительно приведены прочностные характеристики чугуна в тонких и толстых сечениях отливок, а также данные .о жидкотекучести, которая определяется по длине заполненной части спирали сечением 50 ммИз данных табл.2 видно, что применение порошковой проволоки предлагаемого состава, по сравнению с проволокой известного состава, позволяет повысить предел прочности при растяжении, предел текучести в тонких и толстых сечениях с 562-568 и 526-517 МПа до 582-597 и 565-579 МПа соответственно; причем абсолютная разность в прочности материала отливок в толстых и тонких сечениях отливок при применении известных ипредлагаемых составов уменьшаетсяс 40-45 МПа и до 12-18 МПа соответПоказатели дш составов Состав и свойства 3 80 79,2 22,5 22,9 28,0 45,8 61,9 446 78,4 66,0 79,0 ИагнийЖКИ-ЖКИК-бЖКИ Цериевый мншметалл 37,9 28,2 76,3 43,8 15,0 54,0 162 69,9 5,0 20,8 20 1,2 33,3 21 16,3 9,9 1,4 6,6 34,0 52 Силнко барийОболочка иэ стальнойленты Оболочка иэ неднойлентыОболочка иэ медноалкниниевого сплава А 5Оболочка из медиоалкииниевого сплава А 7 т юе+ + + 74 72 76 77 78 75 74 76 75 77 74 Касса погонного метрапроволоки, г КозФ 4 вщнент заполнения проволоки 2 130 49 14 б 142 143 1645 155 158 157 147 2 б 1,0 1,0 1,0 1,0 1,1 ,0 Расход порошковой проволоки, 2 от массы 1,1 1,1 1,1 1,1 1,28 32 30 Э 1 28 Э Остаточный магний в чугуне, 2 1 О32 33 27 25 26 з 1 3283 ственно. Относительные удлинение и твердость повышаются с 28-36 Е и 227-230 НВ до 712-9,27 и 237-250 НВ соответственно. Следует отметить, что длина залитой спиральной пробы при использовании в качестве оболочки для порошковой проволоки медных и медноалюминиевых сплавов возрастает с 360-375 до 395-450 мм соответствен 10 но.В качестве медных и медноалюминиевых сплавов, использованных при реализации указанных примеров для оболочки порошковой проволоки, приме няют полосу меди и ленту из безоловянистых деформируемых бронз БР 45 и Бр А 7 (ранее обозначались А 5 и А 10). Для примеров 4,5,10 применяют медь М 99,9, для примеров 1,6,8 - сплав Бр 45, а для примеров 7,9,11 сплав БрА 7, Химический состав указанных сплавов представлен в табл.З.Ожидаемый экономический эффект от использования предлагаемого состава порошковой проволоки по сравнению с использованием проволоки известного состава показывает, что за счет стабилизации процесса модифицирования чугуна, повышения прочностных свойств на 5-857 и относительного удлинения в 2-3 раза экономический эффект может составить 2,14-2,63 руб. на 1 т 84 отливок из чугуна с шаровидной формой графита. Формула изобретения Порошковая проволока для модифицирования чугуна, состоящая из металлической оболочки и порошкообразной шихты, содержащей магний, о т - л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения жидкотекучести модифицированного чугуна, улучшения микроструктуры и повышения прочностных свойств чугуна в различных сечениях отливок, оболочка изготовлена из ме ди или медноалюминиевого сплава с содержанием алюминия от 5 до 97, порошкообразная шихта дополнительно содержит железокремниевомагниевый или железокремниевомагниевокальциевый сплав и силикобарий при следующем соотношении компонентов шихты, мас.Е:Магний 22,9-78,4Железокремниевомагниевый или железокремниевомагниевокальциевый сплав 15-69,9 Силикобарий 1,4-33,3 при этом коэффициент заполнения порошковой проволоки составляет 14,2- 1645%. Таблица 1 5 б 7 8 9 10 1 12Редел лрочности ЙР тяиении, ИПа в тонких сечению отливок 3 584 5 66 9 592 587 597 563 54 в толе отливо 26 511 572 565 575 580 24 52 Предел т тонкихтливки ечениях 496 464 43 481 2 52 481 4 87 482 толстыхтливки 498 516 447 . 46 9 4 509 Отиосителъное удлине-.ние, Х 2,8 3 7 ф 9 89 7 в 5 7,6 7,2 240 237 ств (ПВ),242ГФ 13Грвз гс/юю ГФ 11 Грав Гф а Ф 13 раз ф 12 ГФ 12 раэ Граз ф 11 рав Ф 11 раэ арактеристнка графитових включений: 06ф 2 30ГбГФ 12 О 6 30 3 Гб Г ГФ 11, Г чениях тонкихтливкитолстихтливки 1 О Ф 4 сечениях Граэ Грвз Гра30 30 30Гб Гб Гб Грез ГравЭОГб Грез30 Граэ Гр 30 30 Г 10 Г 1 Граэ45Г 10 П 85 П 85 П 85Пд Пд . Пд ПВ П 95 П 9 Пд Пд Характеристика иеталли ческой иатрнци 2 0 8 0 вВ сечения то тливП 85Пд1,0 П 95 Пд ПВО ПВО ПВОПд Пд Пд,0 1,0 1,0 П 90 П 92 ПВОПд1,0 лсэээк сечеяиях 1,0 390 415 405 3 5. 39 360 400 450 430 а блиц арка Мплава И И И е- Цинк Марга- Олово Никель фос- Крем- Пронец .фор ний чие 6 0