Модифицирующая смесь для обработки чугуна

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 2 С 35/ 1 С 1/02 Г 5 ИЗОБРЕТЕНИЯ перлитизации я смесь вклюминий плависвоиств чугуна за счетцы. Модифицирующачает силикокальций, алюковый шпат, медномагниевую лигатуру, силикохром и древесный уголь при следующем соотношении компонентов, мас.7.: медномагниевая лигатура 15 30; силикокальций 1 О - 20; плавиковый шлат 20 - 30; алюминий 6 - 9; силикохром 14 - 26; древесный уголь 5 - 15; при этом медномагниевую лигатуру и силикокальций берут в соотношении 0,75 - 3,0;1,0; плавиковый шпат и силикокальций берут в соотношении 1,5 - 2,0:1,0; алюминий и силикохром берут в соотношении 0,35 - 0,43:1,0. Дополнительный ввод в состав смеси силикохрома и древесного угля и применение в качестве циркулирующего модификатора медномагниевой лигатуры позволяет па 15 - 207. повысить мематри 1984.СССР 1985 ЛЯ ОБРАБО ханические с а счет перлит табл. хром ныи уголь и омпонентов,и следующемас.Е;15 - 301 О - 2020 " 306 - 914 - 265 - 15 теиному оотношении Меднамаг гатура Силикок оставам астности, к ки ч г нчиевая линие ме- отливка альции й шпат Плавико Алюмини ержащаясиликоый шпат, модифихромный угольвыбирают соот Силик Древе при этом магниева (0,75 -шение медно икокальцию овый шлат к лигатура к сиг,О): 1,0; плвик чую1 т к т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 07 НРЫТИЯМГ 1 РИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1(71) Научно-производственное обьединение по технологии машиностроения(56) Авторское свидетельство СССРФ 1239160, кл. С 22 С 35/00Авторское свидетельство9 1289888, кл. С 22 С 1/02,(57) Изобретение. относится к литейному производству, в частноти к составам смесей для обработки чугуна. Цельизобретения - повышение механических Изобретение относится к производству, в чсмесей для обработ у уЦель изобретения - повышеханических свойств чугуна вза счет перлитизации матрицьМодифицирующая смесь, содсфероидизирующий модификаторкальций, алюминий и плавиковв качестве сфероидизирующегоатора содержит мецномагние.уру и допопнительно содерж тва чугуна в отливкахации его матрицы,3 1617032 4силикокальцию - (1,5 - 2,0):1; алюминий к силикохрому - (0,35 - 0,43);1.Использование в составе предлагаемой модифицирующей смеси в качествесфероидизирующего модификатора медномагниевой лигатуры при дополнительномвведении силикохрома и древесного угля и выполнении. указанных соотношенийпонижает термодинамическую активностькислорода, повышает реакционную спо 10собность смеси, за счет чего обеспечивается более высокая перлитизацияматрицы и повьппение механическихсвойств чугуна в отливках.Введение в качестве сфероидизирую- держания кальция в смеси,15,щего модификатора меднамагниевай лигатуры позволяет стабильно получатьграфит шаровидной формы, в результате чего повышаются механические свойства чугуна и их однородность. Моди 20фицирование чугуна магнием в видемеднамагниевой лигатуры обеспечиваетравномерное его усвоение в объемежидкого чугуна, Медномагниевая лига 25тура представляет собой сплав меди смагнием при содержании магния 15 -20 и меди 30 - 85%,Превышение верхнего предела содержания медномагниевой лигатуры в смеси(30 ) приводит к снижению литейныхсвойств чугуна за счет увеличенияега вязкости, уменьшению степени графитизации и сфераидизации, снижениюстепени однородности структуры исвойств, к заметному ухудшению санитарно-гигиенических условий в цехе,Снижение нижнего предела содержаниямедномагниевой лигатуры в смеси (15 )не обеспечивает высоких показате тайпрочности чугуна в отливках, 40Для уменьшения пироэффетста при мадифициравании в заявляемую смесь введен кальций в виде силикакальция,который понижает термацинамическудактивность магния, чта приводит к 45снижению упругости пара магния, Крометого, кальций, являясь более силь:тттттраскислителем, чем магний, глубжераскисляет металл, снижает термадинамическую активность кислорода, абес-Опечивая более высокое содержание астатачнага ттагния на ттячальттьтх стадиях процесса.Меднамагниевую лигатуру и силикакальций берут в соотношении 0,75 3 ; 1. Содержание сттликакальция;з предлагаемой смеси нахаттится в пр . - делах 10,0 - 2 О,ОХ. Причем; ри 107,-1 там сад ертт:;т тттттт сини кака тьттття сттттатпетттт медномагниевой лигатуры к силикокальцию должно соответствовать 3: 1, а при20/-ном содержании силикокальция этосоотношение должно быть 0,75 ; 1, Введение в смесь силикокальция в коли-:.честве, меньшем нижнего предела (103),не оказывает достаточного рафинирующего действия на чугун, что не позволяет снизить термодинамическую активность кислорода до необходимого уровня,и тем самым уменьшает эффект сфероидизации, Превышение содержания силикокальция в смеси выше 20% приводит кошлакованию его из-за повышенного соУвеличение соотношения медномагниевой лигатуры и силикакальция выше 3:1 приводит к уменьшению степени графитизации и сфероидизации, ухудшает санитарно-гигиенические условия. Уменьшение указанного соотношения менее 0,75 : 1 приводит к ошлакаванию смеси из-за павьштеннага содержания кальция, а также к образованию в структуре чугуна силикакарбидав, что приводит к хрупкости отливок.Пределы содержания плавикового шпата и отношение ега к снликокальцттю, составляющее 1;5 - 2,0 ; 1, берут с учетом тога, чтоСы не происходило ашлакование смеси и равномерно протекала ее растворение. Причем меньшему содержанию плавикового шпата соответствует большее их соотношение и наоборот. Уменьшение содержания плавикового шпата в смеси меньше нижнего предела (2 ОЕ) не устраняет ашлакование смеси. Превышение содержания плавикового шпата выше 30/ приводит к существенному износу футеравки ковша, препятствует качественному удалению шлака с паверхнасти металла.Уменьшение соотношения плавикового шпата к стт."ттткакальттию менее 1,5:1 прт.вадит к износу ковша и трудно удалять шлак с зеркала металла, Увеличение соотношения вьште 2,0 : 1 приводит к ашлакаванию смеси.Содержание тт.тттстттттния в предлагаемой смеси находится в пределах 6 - 9 , Ввод алю тттттия в чугун совместно с кальцием способствует повышению эффективности последнего, восстанавливая ега иэ оксидов. Кроме того, алюминий спасаСствует гратитизации, т,е, ттейтралттзатттти влияния хрома, вводимого синикохрамам, на абразова 1617032ние цементита. Ввод алюминия в смесьзначительно облегчает получение отливок с тонкими сечениями без структурно-свободных карбидов.5Введение алюминия в количестве ниже 6% не оказывает достаточного графитизирующего действия, что тем самымприводит к образованию в отливкахцементита. Превьппение содержания алю", 10миния выше 10 приводит к ошлакованиюалюминия и затруднению растворениямодифицирующей смеси.Ввод силикохрома в количестве.14 - 26% способствует сорбитизации 15перлита, получению однородной структуры и свойств по сечению отливки,обеспечивает равномерное растворениемодифицирующей смеси, что уменьшаетпироэффект и улучшает экологию цеха.Уменьшение содержания силикохромав смеси ниже 14% не обеспечивает получение однородной перлитной структурыматрицы и высоких свойств чугуна вотливке, а также способствует излишнебыстрому растворению присадки, чтосопровождается пироэффектом,Превышение содержания силикохромав смеси выше 26/ приводит к образованию в структуре чугуна свободного цементита, что ухудшает механическиесвойства. Кроме того, повышенное содержание силикохрома в смеси приводитк тому, что смесь не растворяется.При этом алюминий и силикохром берут в соотношении 0,35 в . 0,43 : 1,Меньшему отношению 0,35 соответствует максимальное содержание силикохрома и алюминия, а большему отношению 0,43 соответствует .мицимальцое 40содержание алюминия и силикохрома.Уменьшение соотцопения алюминияк силикохрому менее 0,35 : 1 приводитк образованию в структуре чугуна свободного иемент 1 та что ухудшает механические свойства. Увеличение соотношения алюминия к силикохрому выше 0,43 : 1 приводит к опьчаковацию модифицирующей смеси и затруднении ее растворения в расплаве, 50Содержание;ревесного угля в предлагаемой смеси цаходится в пределах 5 - 15%, Ввод древесного угля способствует равномерному растворению модифицирующей смеси, так как при горении древесного угля происходит послойная барботация смеси за счет образования газообразных продуктов горения угля. Содержание древесного угля ниже5 Х не приводит. к равномерному растворению смеси. Увеличение количествадревесного угля вьппе 15% ведет к бур"ному протеканию реакции растворенияприсадки с большим пироэффектом иухудшению экологии,Предлагаемую смесь готовят следующим образом.Составляющие смеси дробят до фракции 1- 3 мм и перемешивают до равномерного распределения компонентов.Оптимальное количество вводимой модифицирующей смеси составляет 2 отмассы жидкого чугуна. Модифицирующуюсмесь засыпают в карман ковша передвыпуском металла из печи, температура металла при заливке составляет1380 - 1480 С. Испытания проведенына чугуне следующего химического состава, мас. : углерод 3,53; кремний2,08 марганец 0,64; хром 0,4 алюминий 0,15; медь 0,4, железо - остальное.Из расплава чугуна, обработанногомодифицирующими смесями, отливают детали цля процесса весом 5 тДанные по составам смесей, структуре и механическим свойствам чугунапосле обработки представлены в табл,1 И 2.Анализ данных показывает, что механические свойства смесей 1, 2 и 3выше, чем у известцой смеси. Крометого, металлическая основа чугунаперлитная, в то время как у известной смеси - ферритно-перлитная,1Таким образом, предлагаемая модифицирующая смесь по сравнению с известцой позволяет получать в отливках более высокие механические свойства чугуна.Формула и з обретенияМодифицирующая смесь для обработки чугуна, включающая сфероипизирующий мо 11 ификатор, силикокальций, алюмини и ллс 1 вико 13 ьй ипатО т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения мехацичсских свойств чугуна в отливках за счет перлитизации матрицы, оца содержит в качестве сфероидизирующего модификатора медномагниевую лигатуру и дополнительно содержит силикохром и древесшй уголь при следующем соотношении компоцецтов, мас%:1617032 при этом выбирают соотношения медномагниевая лигатура к силикокальцию -(0,75 - 3,0) ; 1,0; плавиковый шлатк силикокальцию - (1,5 - 2,0) : 1,0,алюминий к силикохрому - (0,350,43): 1,0. Таблице Содериение компонентов модифицирующИ смеси,мес.ХСоотношения Апю- Дре Ст ми- весий иый СаРея о- Со А 1 Пла- вико ная 81 С 15 14 1 О 20 5 26 2 28 15 25 7, 1020 9.23 33 4 8 18 12 2230,12,35,Изве- стный Ост. 2 0,5 5 5 0,5 блиц икроструктура и своиства чугуна ГФ (7 Ь МПа т,МПа св е НВ 85 53 53 12 12 100 - 12 55 45 6;100 - 12 вест 55 1)О 3,01 ныи Составитель Л.11 армыковедактор М,Петрова Техред Л.Сердюкова Коррек гор 1.лароши Подписноеям и ткмтичм и н ГКНТ СССРи наг., н.) Заказ 4099 Тираж 490 ВНИИПИ Государственного комитета но избрате 113035, Москва, Ж-З 5, Раушскроизводственно-издательский коминат Патент , и, н н ,нна,10 Медномагниевая лига гураСипикокальцийПлавиковый шлатАлюминийСнликохромДревесный уголь 15 - 30 10 - 20 20 - 30 6 - 9 14 - 26 5-15