Модификатор для чугуна

)5 С 22 С 35/О ЕТЕН 2 еделов марки С 245 0 кг, Расход всех случаях ицирования асплав залитые формы, у цилиндров с толщиной атываемость пролиндрических обмочного отбела тых образцах винов, выплавзвестного и в, представвок иэ выше) стве от к (СЧ 25 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗО К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Белорусский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССРМ 1275057, кл. С 22 С 35/00, 1986,Авторское свидетельство СССРМ 1407986, кл. С 22 С 35/00, 1988,54) МОДИФИКАТОР ДЛЯ ЧУГУНА57) Изобретение относится к модификаторам для чугуна. Целью изобретения являетИзобретение относится к металлургии и может быть использовано в технологии модифицирования серых чугунов при получении отливок машиностроительного профиля.Целью изобретения является исключение кромочного отбела в тонкостенных отливках и улучшение обрабатываемости чугуна резанием,П р и м е р. Модификаторы известного и предлагаемого составов получают методом сплавления соответствующих ферросплавов (технически чистого магния, ферросилиция, ферросиликобария, ферросиликокальция, ферромарганца, ФСЗОРЗМЗО, содержание сурьмы в известном модификаторе обеспечивалось вводом технически чистой сурьмы по расплавлению остальных составляющих) в индукционной печи емкостью 60 кг. Модификатор известного состава выполняют при среднем содержании ингредиентов, а предлагаемого - на нижнем, среднем, верхнем,ся устранение отбела в тонкостенных отливках и улучшение обрабатываемости чугуна резанием, Модификатор содержит, мас,: 3 55-75; С 0,05 - 0-20; А 0,5 - .2,0; Мд 0,5 - 1,5; Са 0,5 - 2,0.,; РЗМ 0,5 - 2,0; Мп 0,3 - 5,0, Ре остальное причем отношение кальция к магнию составляет 1: (0,75 - 1,0). Кроме того, модификатор может дополнительно содержать 0,5 - 2,0 мас, Ва, Модифицирование в ковше чугуна С 425 предлагаемым модификатором в количестве 0,3 от массы чугуна позволяет более, чем в 2 раза повысить стойкость режущего инструмента, при этом хромочного отбела в отливках с толщиной стенки 4 - 8 мм не наблюдается. 1 з.п. ф-лы, 1 табл,ниже нижнего, выше верхнегодержания ингредиентов.Модифицирование чугунапроводят в ковше емкостью 3модификаторов составляет во0,30, температура модиф1340 С.Модифицированный рвают в сырые песчано-глиниОпытные образцы имеют формс диаметром 60 мм и пластинстенки 4,6 и 8 мм,Испытания на обрабводят методом точения циразцов. Наличие кроопределяют на пластинчазуально.Результаты испытаний чугуленных с использованием ипредлагаемого модификаторолены в таблице.При массовом производсерых чугунов высоких мароосновной проблемой является обрабатываЕмость резанием на автоматических линиях, Причинами низкой обрабатываемости даже в случае исключения отбела являются особенности микрогетерогенного строения металлической матрицы чугунов укаэанного класса. Ввиду низкого углеродного эквивалента и присутствия легирующих элементов 6 сплаве, в частности хрома, наблюдается значительная микроликвационная неодноодность. Она определяется значительной олей первичного аустенита, при затверде,вании которого примеси вытесняются на границы аустенита с эвтектикой, Этот эф,фект приводит к образованию микроликвационных зон с повышенной твердостью и хрупкостью, Данное явление приводит к ухудшению обрабатываемости резанием не только тонкостенных, но и массивных сечений отливок. Усугубляет данное явление также фосфор и не оптимальное соотноше - ние серы к марганцу в чугуне ваграночной ,плавки. Основной задачей модифицирования этих чугунов является комплексное воздействие на кинетику кристаллизации и морфологию дендритов первичного аусте; нита, состояние границ аустенит - эвтекти,ка и строение самой эвтектики, Предлагаемый модификатор резко измельчают дендриты первичного аустенита, увеличивает их удельную поверхность, тем , самым снижая отрицательное воздействиемикроликвации на образование эон с повы, шенной концентрацией хрома и других карбидообраэующих элементов.Кремний в пределах 55 - 75% в составемодификатора обеспечивает хорошую растворимость модификатора и создает обога щенные кремнием зоны, в процессе растворения которых образуются дополнительные центры кристаллизации. Нижний предел (55) обеспечивает требуемую кинетику создания зон. Превышение верхнего предела (75) ухудшает растворимость,Углерод(0,05) способствует образованию карбида кремния в модификаторе, Свыше 0,2 трудно достижимо на практике.Алюминий (0,5%) и РЗМ (0,50 ) способствуют зарождению дендритов первичного аустенита и их измельчению при росте. Превышение верхних пределов (2,0) указанных элементов не дает лриращения указанного эффекта.Марганец в пределах 0,3-5,0% улучшает растворимость модификатора и уменьшает микроликвационную неоднородность за счет взаимодействия с серой в чугуне ваграночной плавки. Верхний предел (5,00 ) ограничен ввиду возмджности образования цементита в структуре.Магний в совокупности с кальцием уменьшает ликвационную неоднородность вследствие частичного связывания серы до момента кристаллизации аустенита,измельчает строение аустенита и эвтектики и 55-75 0,05 - 0,2005-2,0 0,5-1,5.0,5-2,0 0,5-2,0, 0,3-5,0. очищает границу аустенит - эвтектика отповерхностно- активных элементов (примесей, присутствующих в чугуне). Важны приэтом не только абсолютные концентрации10 магния, кальция, но и их соотношения.Нижние пределы (0,5%) обусловленынеобходимостью достижения описанныхэффектов. Верхний предел по магнию(1,5)ограничен ввиду пироэффекта и пылегазо 15 вых выбросов в атмосферу при обработкерасплава. Верхний предел по кальцию(2,0%) ухудшает растворимость модификатора. Соотношение кальция к магнию1:(0,75 - 1,0) обеспечивает высокую раство 20 римость и комплексное воздействие,на устранение микроликвационнойнеоднородности чугунов. Выше верхнегопредела соотношений (1:1) ухудшается растворимость модификатора и эффективность25 обработки.Для высококачественных легированныхчугунов с пластинчатым графитом характерна также неоднородность размеров и распределения графита в разностенных30 отливках, Дополнительный ввод 0,5 барияв предлагаемый состав способствует гомогенизации графитной фазы в разностенныхотливках, Свыше 2,0 бария недаетприра-щения эффекта и ухудшает растворимость,35 Гомогенизация графитной фазы в отливкахположительно сказывается на улучшенииобрабатываемости чугуна.Как следует из данных, представленныхв таблице, предлагаемый модификатор для40 чугуна позволяет устранить кромочный отбел в отливках с толщиной стенки меньше 8мм и улучшить обрабатываемость резаниемчугуна более, чем в 2 раза,Ф о р мул а и зоб рете н и я45 1. Модификатор для чугуна, сбдержа-щий кремний, углерод, алюминий, магний,кальций, марганец и железо, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью исключения кромочного отбела в тонкостенных отливках и улуч 50 шения обрабатываемости чугуна резанием,он дополнительно содержит редкоземельные металлы при следующвм соотношениикЬмпонентов, мас. :кремний55 углеродалюминиймагнийкальцийредкоземельные металлымарганец1693110 2. Модификатор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он дополнительно содержит 0,5 - 2 Л мас. бария. железо остальное, при этом отношение кальция к магнию равно 1:(0,75 - 1,0). 1,Химический состав, мас.Ф Опыт Пределы ком"понентов Модификатор Ив Са РЗЭ 400,8 1,0 0,5 1,5 1 Известный Средний 2 Предлагаемый3 по п.1 0,05 0,5 0,5 О, 1,0 1,0 Нижний 55 Средний 65 015 1,0 Верхний 75 Ниже нижнего 45 2,0 1,5 0,32,5 4,0 0101 Выае верхнего 80 Нижний 65 0,25 О,Предлагаемый Средний 65 Верхний 65 О, 0,1 0,1 8 по п,2 Ниже нижнего. 65 10 Предлагаемый Выше верхнего 65 0,1 1,0 1,0 1,1 1,0 11 по п.2 ФПродолжение таблицыеее е е е е ее еееОпыт Химический состав, мас.Ф Наличие кромочногоотбела при толцинестенки, мм СтойИа Са:Ия Ва костьинструмента,мин 0,8 1,О 3: 40 Ос 32 .++ таль" ное11 55 80 0,3 1:0,9 1: 0,75 5,0 1: 0,251:1,б 0,1 6,0 1:0,9 1:0,9 3,0 0,5 1,О 2,0 3101693110 Продолжение таблицы Опыт Химический состав, мас.4.Ма 103)0 0,3 1:0,9 ное о у 11 3,0 3,0 1 т 0,9 П р и м е ч а н и е. Режимы резания: скорость 100 м/мин; подача 0,2 мм/об; глубина резания 2,5 мм, материал инструмента ВК 8,Составитель Л,КарасеваТехред М.Моргентал Корректор Н,Король Редактор Н.Рогулич Заказ 4054 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/51 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 Стойкость инструмента,мин.Ос тальНаличие кромочногоотбела при толщинестенки, мм