Смесь для модифицирования высокопрочного чугуна в литейной форме

(54) СМЕКОПРОЧ ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС 4138203/31-0222.10.8623.06.88. БюлБелорусский птутВ.М.Михайловский,оролев, М.М.Бондар.Миланович669.15-198(088.8) орское свидетельство СССР кл. С 21 С 1/1 О, 1979.ское свидетельство СССР кл. С 22 С 35/00, 1982. Ь ДЛЯ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЫСО О ЧУГУНА В ЛИТЕЙНОЙ ФОРМЕ(57) Изобретение относится к литейному производству, а именно к составамсмесевых модификаторов для получениявысокопрочного чугуна с шаровиднымграфитом. Целью изобретения является уменьшение отбела тонкостенноголитья из высокопрочного чугуна сшаровидным графитом. Смесь для модифицирования высокопрочного чугуна влитейной форме содержит, мас.7: гра"нулированный магний 5-.15, криолит1-5; древесный уголь, обработанныйуглекислым барием 2-7, и железокремниймагниевый сплав - остальное.Применение смеси позволяет в 3-3,5раза уменьшить отбел тонкостенноголитья. 1 табл.20 Дополнительный ввод в состав смеси углеродсодержащего материала в виде древесного угля, обработанного 30 углекислым барием, позволяет стабильно получать тонкостенное литье (толщина стенки менее 10 мм) без отбела. Это связано с тем, что при кристаллизации образуются дополнительные центры кристаллизации графита, повьппается графитизация модицифированного чугуна. Наличие в составе древесного угля углекислого бария приводит,к разложению послед него при высоких температурах с выделением углекислого газа и окиси бария, Окись бария в расплаве служит подложкой для кристаллизации гра- фита. Пузырьки СО барботируя расп" 45 лав при протекании его через реакционную камеру, разрушают крупные комплексы графита, что также способствует увеличению графитных включений, тем самым снимая отбел при крис таллизации чугуна,Применение в составе модификатора древесного угля, обработанного углекислым барием, не требует специальной технологии и дополнительйых5 затрат, связанных с обработкой дре" весного угля ВаСО . Данный материал изготавливается в .промышленности и широко применяется в термической Изобретение относится к литейному производтву, а именно к составам . смесевых модификаторов для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.Цель изобретения - уменьшение отбела тонкостенного литья из высоко- прочного чугуна с шаровидным графитом, 10Предлагаемая смесь для модифицирования.высокопрочного чугуна в литейной форме содержит гранулированный магний, криолит, древесный уголь, обработанный углекислым барием, и железокремниймагниевый сплав при следующем соотношении компонентов, мас.:Гранулированный магний 5-15Криолит 1-5Древесныйуголь, обработанный углекислым барием 2-7 . 25Железокремниймагниевый сплав Остальное обработке для цементации стальных изделий. Он представляет собой зерна, древесного угля, покрытые пленкой углекислого бария. Массовая доля углекислоого бария в древесном углю составляет 20Криолит вводят в состав смеси с целью улучшения смачиваемости частичек смеси и прежде всего кремнийсодержащего компонента. При протекании металла через реакционную камеру криолит образует жидкоподвижный шлак, способный усиливать процесс растекания расплава по поверхности смесевого мо дификатора. Тем самым усиливается процесс пропитки слоя, играющего определяющую роль в прогреве и растворении низлежащих слоев модификатора.Гранулированный магний в составе смеси способствует сфероидизации графитных включений, увеличивает реакционную способность смеси и позволяет интенсифицировать процесс взаимодействия насыпного слоя модификатора с расплавом реакционной камеры.Образующиеся пары магния барботируют насыпной слой модификатора и тем самым обеспечиват наиболее полный контакт расплава с частицами модиФицирующей смеси в реакционной камере.Пределы содержания компонентов в составе смесевого модификатора установлены экспериментально. Нижний предел по магнию (5 мас.%) обусловлен минимальным его количеством для стабильного получения шаровидной формы графита в чугуне, а также с точки зрения возможности интенсификации процесса растворения слоя модификатора. Верхний предел (15 мас. ) связан с увеличением степени переохлаждения расплава в процессе модиФицирования и опасностью образования структурно-свободных карбидов.Содержание криолита на уровне 1 мас.установлено, исходя из минимального его количества, обеспечивающего заданную вертикальную скорость растворения насыпного слоя модификатора. Верхний предел (5 мас.%) выбран в связи с возникновением опасности попадания в тело отливки шлаковых включений - продуктов взаимодействия криолита с расплавом,1Содержание древесного угля, обработанного углекислым барием, на уровне 2 мас.установлено, исходя14045 из условий получения высокопрочного1 чугуна в стенке отливки толщиной 5 мм без отбела. Верхний предел .(7 мас.7) определен в связи с малым приростом эффекта снижения отбела в тонких сечениях отливки и увеличением расхода данного материала.Содержание элементов в составе железокремниймагниевого сплава на 10 ходится в соотношении, мас,Е:Магний 5-10Кремний 40-70Железо ОстальноеПредлагаемый состав железокремний 15 магниевого сплава обеспечивает минимальную температуру плавления модифицирующей смеси, что является особенно важным при внутриформенном модифицировании. 20П р и м е р. Для проведения сравнительных испытаний известного и предлагаемого смесевых модификаторов используют комплексную пробу, включающую: стояк, камеру для внутрифор менного модифицирования, шлакоулавливающие элементы и три клиновидные пробы с отношением высоты к основанию клина 6: 1. Формы изготавливают методом формовки в сырые песчано-гли- З 0 нистые формы. Смесь для модифицирования засыпают в реакционную камеру, расположенную между стояком и полостью формы. В составе смеси используют гранулированный магний, криолит,35 железокремниймагниевый сплав, выплавленный на основе ферросилиция ФС 75 с соответствующей присадкой магния, древесный уголь, обработанный угле- кислым барием.Исходные материалы перед смешиванием имеют следующий фракционный состав: магний - гранулы фракцией 0,5-2 мм; Ге-Ях-Мд-сплав - частицы, фракцией 2-8 мм, криолит и древесный уголь - порошок.45Смесь загружают в дезинтегратор и перемешивают в течение 15 мин. Время перемешивания выбрано экспериментально и обеспечивает однородность состава смеси.Плавку чугуна осуществляют в индукционной печи с кислой футеровкой тигля. Химический состав исходного 274чугуна, мас.Ж: С 3,47, 81 1,85; Мп0,48, Б 0,03, Температура заливкиопостоянная и составляет 1380 С. Расход модифицирующей смеси 1,23 отметаллоемкости формы. После заливкии охлаждения форм оценивают структуру металла и величину отбела в клиньях. Содержание компонентов в составе железокремниймагниевого сплавана среднем уровне. Для сравнения получают высокопрочный чугун с применением известного смесевого модификатора при среднем содержании компонентов в смеси и в составе железокремниймагниевого сплава, а также с применением известного модификатора сдобавкой в его состав обычного графитового порошка. Результаты испытаний представлены в таблице.Как видно из таблицы, предлагаемаясмесь обеспечивает минимальную глубину отбела в исследуемых клиньях,в то время как высокопрочный чугун,полученный с помощью известного модификатора, имеет значительный отбел, что не позволяет применять известный модификатор при производстветонкостенного литья,формула изобретенияСмесь для модифицирования высоко- прочного чугуна в литейной форме, содержащая гранулированный магний, криолит и железокремниймагниевый сплав, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью уменьшения отбела тонко стенного литья из высокопрочного чугуна .с шаровидным графитом, она дополнительно содержит древесный уголь, обработанный углекислым барием при следующем соотношении компонентов, мас. Х:Гранулированный магний 5-15Криолит 1-5Древесныйуголь, обработанный углекислым ба 2-7рием Железокремниймагниевый сплавОстальноеСодержание ннгредиентов в смеси, мае.Смесь цель эксперимента а Ре-Янро- гату ан 10 Анализ известной Иэвестсмеси ная стальное Э 5Н 3 10 редлааемая ания гранванногоия д 3,5 15 5 , м 4,5 тимизация со"ржания криолит древесный уголь, 3,5обработанный СаСОэ)3,7 0 3;4 3,8 7 ст редла"аемая 10 м ф10 н 5 эвестн примем фнтово эраает) оставнтель К.Сорокиехред М.Ходанич ректор Л.Пнлипен.Яцола а Заказ 3058 Подписн 7 Тираж ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 3035, Москва, Ж,,д, 4 Прои играфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная вен Оптнмнэацндержанияного угляботанногглслыи б Анализ смеси с вием гр поровка со- евес- обрагле" Известная сграфитовыипорою"ком 545ого комитетаий н открытийаущская наб. 4,5Ьревесный ураб отанныйСО,)Ф45