Модификатор

ОПИСАНИИЗОБРЕТЕНИЯ Сфез Соввтсккя Сфциаакстичвскнк Республик(61) дополнительное и авт. саид-ву(22) Заявлено 070476(21) 2345724/22с присоединением заявки И -3) М. КаС 22 С осударственный комитет СССР по делам изобретений и открытийта опубликования описания 0504) Заявител 54) МОДИФИКАТО Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении отливок преимущественно из чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом.В настоящее время для получения чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом применяется большое количество различных типов модификаторов: магний (в кусках, в виде стружки или порошка); магниевые лигатуры на основе М-В, Мд-И 1; Мр Со; М-Са; Мд" 31-Са-РЗМ и т.д., редкоземельные металлы (РЗМ), в частности Се, 1, (.а, Ие, Рг или их сплавы (11 16Применение указанных модификаторов имеет недостатки, связанные с трудностью ввода, нестабильными свойствами отливок из этого чугуна, повышенной склонностью к отбелу, высокой ио стоимостью и т.д.Например, при модифицировании чистым магнием для исключения сильного пироэффекта и выбросов жидкого металла из ковша применяют ав- лб токлавные установки с давлением 4-6 атм или герметизированные ковши, покрывают куски магния огнеупорным покрытием различной толщины, Порошковый магний вводят в жидкий чугун 3 О в потоке несущего газа, например азота.При модифицировании чистым магнием для снижения склонности чугу.на к отбелу необходимо применять ин" тенсивное вторичное (графитизирующее) модифициравание, например, ферросилицием, силикокальцием и т,п,При модифицировании редкоземельными металлами или их лигатурами не требуется дополнительных устройств для их ввода в жидкий чугун вследствие сравнительно спокойного протекания реакции. Однако из"за отсутствия естественного барботажа в чугуне наблюдается значительная неоднородность структуры и свойств. Для исключения этого требуется вводить в состав лигатуры магний или применять принудительное перемешивание расплава. При модифицировании этой группой модификаторов также требуется графитизирующее модифицирование. Кроме того, применение РЗМ экономически оправдано только для модифицирования чугуна с низким (0,01-0,03) исходным содержанием серы, В СССР же около 96 Ъ чугуна выплавляется в вагранках с кислой футеровкой и содержание серы находится в пределах 0,09-0,12,При вторичном (графитиэирующем)модифицировании,как и при применениикомплексных модификаторов типаМд-б-Са-РЗМ - другие металлы, в чугун вносится 0,5-1,0 и более кремния. Последнее ограничивает использование возврата чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом длялюбых марок чугуна.В отливках, полученныхиз чугунамодифицированного магнием и егосплавами, наблюдаются дефекты типа 10черных пятен, обусловленных, главнымобразом, флотацией сульфидов магнияв верхние слои отливки в процессе ееэатвердевания. Для исключения этогоприменяют чистые шихтовые материалы )5или предварительное обессеривание чугуна перед модифицированием.Применение комплексных модификаторов в известной мере снижает отмеченный недостаток. Однако процесс приготовления такой лигатуры усложняется, повышается ее стоимость, а примодифицировании наблюдается исключительно сильное дымовыделение, в связис чем требуются, как минимум, мощныевытяжные камеры,Другим недостатком этих модификаторов является то, что необходима бо,лее высокая температура жидкого чугуна (не менее 1450 С). Кроме того,повы-.0шение содержания кремния на 0,5-1,0и более при модифицировании приводитк усилению флотации графита и уменьшению его содержания в отливке, чтоухудшает в них условия питания и уве"36личивает склонность к усадочным дефектам.Известен модификатор для чугуна,содержащий следующие компоненты,вес.: магнийсодержащий реагент,например, стружка магния (или его 40сплава) - 20-40;барийсодержащий реагент, например, соли (или окислы)бария - 2-5; чугун с шаровидным граФитом - остальное (21Недостатком модификатора является 45склонность чугуна к дефектам типачерных пятен, для исключения которыхтребуется применять чистые шихтовыематериалы или производить перед модиФицированием обессеривание. 50Кроме того, полученный чугун склонен к отбелу, в связи с чем необходимо проведение дополнительного графи-,тизирующего модифицирования. Последнее приводит к увеличению в чугунекремния,Пелью изобретения является сохранение химического состава чугуна после модифицирования, в частности покремнию, снижение склонности чугунак отбелу, черным пятнам и образованиюусадочных пустот в отливках и повышение уровня механических свойств вотливках.Поставленная цель достигается тем,что рредлагаемый модификатор содержит 662- 5 6,6 дополнительно десульфурирующую кальцийуглеродсодержащую добавку, например карбид кальция, при следующемсоотношении компонентов, вес.:Кальцийуглеродсодержащий реагент 30-60БарийсодержащийреагентМагнийсодержащийреагент 3-10Чугун с шаровиднымграфитом ОстальноеЧугун с шаровидным графитом имеетследующий состав, вес.:3,6-4,2 С; 1,5-3,551 0,1 - 1,0 Мп,0,15 РР0,1 С 3" Р ( 0,01 5 1 0,01-0,10 МДУ0,01-0,15(Са+РЗМ)р 0,002-0,01(Р(э +Се),Содержание в модификаторе магниясвыше 10 увеличивает при вводе пирозффект и может вызвать выброс металла из ковша, При содержании магнияменее 3 необходимо вводить оченьбольшое количество модификатора, что,естественно, резко снижает температуру чугуна. Кроме того, удельная стоимость модификатора в пересчете намагний при снижении содержания магния значительно повышается,Повышение содержания в модификаторедесульфурирующей добавки выше 60становится малоэффективным, кроме того, вызывая снижение содержания граФитизированной дроби, уменьшает егографитизирующую способность.Повышение содержания графитизированной дроби-чугуна с шаровиднымграфитом в модификаторе выше верхнего предела (65) снижает содержаниедесульфурирующей добавки и ее количество уже не обеспечивает достаточного полного обессеривания чугуна вковше и Флотации сульфидов серы наповерхность расплава.Химический состав дроби выбран изусловия получения в ней наибольшегоколичества графитных включений, ихобщего объема и малой продолжительности графитизирующего отжига.Оптимальный состав модификатораследующий, вес.:Кальцийуглеродсодержащий реагент(или порошок) магнияГрафитизированная дробьиэ чугуна с шаровиднымграфитом 45Количество модификатора зависит отсодержания серы и, например, при еесодержании в чугуне 0,04-0,06 составляет Приблизительно 1,5,Процесс модифицирования заключает-.ся в следующем.Модификатор в виде прессованногобрикета вводится в жидкий чугун иэвест,0-1 5 ри низкой темперауре чугуна375-1425 3,ри высокой емпературе чугуна3,5 3 ри среднейемпературе чугуна425-1475 С бПри средней температуре чугуна 1425-1475 С)Нижние пределы относятся к чугунам с содержанием серы пе модифицированием до 0,02; верхние пределы - 0,05-0,08. ными способами, например с помощью колокола, штанги или помещается в специальное углубление, выполненное в ковше и т.п.При достижении. температуры испарения магния (1107 фс) частицы магния испаряются, при этом в результате давления его паров происходит отстрел частичек десульфуратора и дроби, вызывающий перемещение их в объеме расплава. Испарение магния происходит последовательно по сечению брикета, что не приводит к выбросам жидкого металла или значительному пироэффекту. Применение предложенного модифи- ц катора обеспечивает постоянство химического состава чугуна по кремнию, отсутствие черных пятен и отбела в отливках, повышенный выход годного, а также увеличение стабильности механических свойств металла по сечению отливокЧерные пятна в отливках не образуются вследствие того,что десульфурирующая добавка в сочетании с солью (или окислами) бария и магнием способ ствует глубокому обессериванию жидкого чугуна, коагуляции сульфидов и последующему всплыванию в ковше, что позволяет удалить их иэ расплава ещедо заливки металла в ФЬрму.Отсутствие отбела в отливках достигается, с одной стороны, за счетглубокого обессеривания (30,01%),что позволяет получать необходимуюФорму графита при низком остаточномсодержании магния; с другой стороны,за счет применения графитизированнойдроби из чугуна с шаровидным графитом.Оптимальный размер дроби 0,5-4 мм.В каждом кубическом миллиметре такой дроби содержится 10 -10 вклюбчений графита, являющихся центрамикристаллизации после введения модификатора в жидкий чугун.Повышение выхода годного достигается тем, что отсутствие при модифицировании повышения содержаниякремния позволяет поднять содержаниеуглерода в отливке на 0,15-0,20 присохранении углеродного эквивалентана одном уровне. Кроме того, благодаря более низкому содержанию остаточного магния и хорошей графитиэирующей подготовки расплава значительно снижается предусадочное расширение эатвердевающей оболочки от-,ливки, уменьшая тем самым дефицит питания внутри отливки,Примеры приведены в таблице.655740 Составитель И.ЧепиковаРедактор Е,Братчикова Техред М,Петко Корректор В,Куприянов Эаказ 1461/22 Тираж 726 Подписное ЦИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.,д,4/5Филиал ППП Патентф, г.Ужгород, ул.Проектная,4 формула изобретения1. Модификатор, содержащий магнийсодержащий реагент, барийсодержащий реагент и чугун с шаровидным графитом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения отбела и повышения механических свойств чугуна, он дополнительно содержит кальцийуглеродсодержащий реагент при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:Кальцийуглеродсодержащий. реагент 30-60Барийсодержащийреагент 2- 5 вМагнийсодержащийреагент 3-10Чугун с шаровиднымграфитом Остальное2. МодиФикатор по .п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что в качествекальцийуглеродсодержащего реагентаон содержит карбид кальция.Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Ващенко К.И., Софрони Л.1 П Магниевый чугун, М., Машгиэ, 1960,с. 5-8,2. Авторское свидетельство СССР9 459503, кл С 22 С 35/00, 1973.