Модифицирующая смесь

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 1)973654(22) Заявлено 18.05,81 (21) 3291577/22-02 51)М.КП з с присоединением заявки Нов(23) Приоритет С 22 С 35/00С 21 С 1/10 ГоСударственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий.3(088,8) Опубликовано 15,11182. Бюллетень Но 42 Дата опубликования описания 15.11.82 В.Г,Иванченко, П.А.Вареник, В.И.Литовка,Г.Н,Штыка, А.В.Бородин и И.Г,Осинский,( ВИнститут проблем литья АН Украинской СС;Р С Ь:,".(54) ИОДИФИЦИРЯОЩАЯ СИВСЬ Изобретение. относится к литейному производству, в частности к производству высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.Для получения высокопрочного чугуна применяются различные модификаторы как в виде сплавов, так и механических смесей.Наиболее близкой К изобретению . по составу является модифицирующая смесь, в которой содержание элементов взято в пропорции магний:Ферросилиций:графит 1:4:1 1 ).Однако обработка чугуна этим модификатором сопровождается большим пироэффектом и низким усвоением магния из"за его высокого содержания в смеси, Чугун обработанный этой модифицирующей смесью, затвердевает с отбелом в тонких сечениях отливки, причем для его устранения необходим высокотемпературный отжиг или вторичное модифицирование.Целью изобретения является повышение степени усвоения магния, получение отливок без структурно сво" бодного цементита и повышение его механических свойств.Поставленная цель достигается :тем, что модифицирующая смесь, содержащая магний, граФит и Ферросилиций, дополнительно содержит сили-.комишметалл при следующем соотношении компонентов, вес.В:Магний 10-15Графит 18-30Силикомишметалл 2-25Ферросилиций ОстальноеБолее низкое содержание магния вмодификаторе позволяет повысить степень его усвоения чугуном.При содержании в смеси магнияниже 10 не достигается требуеьетй. эффект модифицирования, посколькуиз-за частичной потери магния нареакции взаимодействия с серой, кислородом, его остаточное содержаниев чугуне оказывается недостаточнымдля обеспечения высокой степенисфероиднзацни графитовых включений.Обработка чугуна модифицирующейсмесью с содержаниеммагния выше15 характеризуется скоротечностьюпроцесса модифицирования и, какследствие, сопровождается большимпироэффектом, нестабильностью получаемых результатов по структуре исвойствам чугуна.Повьаиенное содержание графита в 30 модиФикаторе (18-30) замедляет973654 Компоненты, мас. Состав ГраФит Силикомиш- ферросилицийметалл Иагний ОстальноеТо же17 18 7 101 2 3 5.20 33 20 25 15 30 13 15 17 11 12 20 30 40 15 25 35 20 16,7 5 6 7 8121216766,7 10Примечание. одиМодификаторы 2,3,4,6 и 7 соответствуют предлагаемому составу. Модификаторы 1,5,8 и с друсодержанием ингредиентов взяты для сравнения. Исфикатор 10 соответствует составу прототипа -при соотношении (по массе) магния, графита и ферросилиция как 11.4. процесс модифицирования делая его спокойнее без выбросов чугуна иэ коааа при его обработке смесью.Ввод графита в расплав увеличивает число готовых центров кристаллизации при его эатвердевании, что 5 способствует повыаению гомогенности .структуры отливки.Укаэанные пределы содержания граФита в смеси выбраны как оптимальные для данных численных значений магния 10 верхняя граница содержания графита в модификаторе (30) соответствует максимальному пределу магния, а нижний предел (18) - минимальному значению магния. 15Содержание графита в модиФикаторе выше 30 снижает прочностные характеристики чугуна.Обработка чугуна модификаторовгс содержанием графита менее 18 сопро- Щ вождается большим пироэффектом, усвоение магния при этом незначительно.Дополнительное введение в состав модифицирующей смеси силикомишметалла способствует стабилизации получе ния чугуна при некотором колебании химического состава исходного чугуна.Нижний предел силикомишметалла применяется для рафинированных чугунов, не содержащих демодификаторов,а верхний предел - для чугунов, содержащих легирующие и демодифицирующие элементы.Прн содержании силикомишметалла в модификаторе менее 2 ухудшается форма графита в структуре чугуна, а при содержании его в смеси больше 30 не только ухудшается форма граФита но и появляются структурно свободные карбиды в тонких сечениях отливки.Для определения оптимального состава модифицирующей смеси исследованы степень усвоения магния, содержание цементита в структуре чугуна и определены его механические свойства.Исходный чугун выплавляется в индукционной печи. Его химический состав, вес.: углерод 3,20-3,40; кремний 1,75-. 2,1 у марганец 0,60-0,65; фосФор 0,05-0,07 р сера 0,103-0,105. Выпуск чугуна при 1400-20 фС проводится в нагретые конан емкостью 1000 кг.Для определения оптимального содержания силикомншметалла в смеси в исходный чугун вводится сурьма в разных количествах.Иодифицирование чугуна проводится ,сендвич-способом, Расход предлагаемого модификатора и прототипа одинаков и составляет 1,0-1,3 от массы жидкого металла.Модифицирующие смеси подают в ковш в упакованном виде.Модифицирующие смеси изготовляют простым перемешиванием компонентов в лабораторных бегунах. Для изготовления смесей применяют порошок магния (ГОСТ 6001-51), Ферросилиций ФС 75 (ГОСТ 1415-76), силикомишметалл СЦЕИШ 1 (ТУ-5-76-76) и измельченный графит электродного боя. Состав модифицирующих смесей приведен в табл. 1, а химический состав чугуна, его структура и механические свойства - в табл.2Т а б л и ц а 13 Я ащ д Оон наО ЮХО АВЭО Еих аф 35 Оон ндо ЮХО х 1 х ЕЕО щ ац ОЗ,Е Е их ЬЮОХ ) щ о ф ЬЮ 1 1 1н М е ав ив х щ д,о ца хх О Ц 11 1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 111111111111111111111 ,1 Ф11ф ЮсО 1Ф 1О 3ф 11О 1 ив1 ЮйОХ 1 Х 1О 1Г . 11 ф1х 3Ю 9 1Х О.Вх 1 Ч 1 О о 1 Л в о с и а3 о чс1 1 с фсо 1 Вн1 Х1 ЭЮ 1Н11 Юн1 В1 а оа, 1 м19е1,А1Юн1 В13 .11 Ф Ф1:3 11 11111111О1 фюйс 1 ЭЮ 1 Рх 1 М1 51 М1Ю 1ан дО 1 х1 ФИ6но о лЕВОЮОщР о ф В дк.ххах ФЭХ Ио йоЮ ои 11 1 11 1 111 1 1 1 1 1 с1 1 ч 1 О 1о 1 Ф 9охюЮОЩкндаЮехнцси,ООЮО Ой а аЧ о о с с о О,оЮ о3 О сО а о о м Х 9 ес О фХм аХЮ Юо Нхх ао Хй 1 Ю Ю 2с Хф ч ЦОсО ХЭ а х хоЮХХ ХОЮ чх щнщЮОЮХ чщнна сцН Одв О ЦО чв ЮО ф щ щ е ах во хцхао 5 х 1 хю ЭХХХ ащ ц х Х Ц Ю фЮЭЦс ХаО(ч о щ х Ь с с Х Ц 9 мР щ с Ю щ Ю Цмх н О ХВ ах 91 Х Ц Рфев Рю 9 аюО ща Н ,1 Ю сщх ОХ НО Ю внахн Ющ ЦО НЩО О хюа ОЮх х 036 х мщ ях щанхх 3 н 6 чо аж ЦОО Их щ.ООЕ о О х Эющ ОО ф О оО Н оЮО а сЗад Цо Ох Ощв ЕЮИОХ ха е ею вн ЦО ХО ф х с ОмР 3 9 ф фоо РО с с Х ф Эоо хе Хс Ю Ю х ч с Х а со О Юом в 9 о Л ОО- х ОВмм и Оо эа Зом Ц973654 Фсрмула изобретения Составитель А.КоидратьевРедактор И.Иитровка Техред М.Коштура Корректор Г.Решетник Заказ 8620/31 Тираж 660 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Б, Раушская наб д, 4/5 гПодписное Филиал ППППатент , г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Как видно из табл.2, степень усвоения магния при модифицированиипредлагаемой смесью наае 33-36, аналичие первичного цементита вструктуре чугуна не обнаружено.Снижение магния в смеси (ниже 10)ведет к ухудшению прочности и пластических свойств за счет ухудшения форма графита (модификатор 1),Увеличение содержания магния (выше 15) и снижение количества графита ниже 18 приводит к сильномупироэффекту и выбросам чугуна из ковша во время его заполнения, а присодержании графита в смеси более30 (вариант 8), как и при низком 15содержании магния (вариант 1), степень усвоения чугуна магния недостаточна для полной сфероидизации граФитовых включений. Кроме того, в вариантах 5, 9 и 10 в структуре чугунов наблюдается первичный цементит,который снижает нх прочностные и,особенно, пластические свойства. Повышенное содержание силикомишметалла в смеси ( вариант 9) ухуд" шает Форму графита в структуре чугуна, что сказывается на его механических свойствах. Ожидаемая технико-экономическая эффективность от применения смеси составляет по предварительным расчетам 30 тыс,руб за счет повышения механических свойств чугуна на 25, снижения расхода модификатора на 30 и частичного или полного устранения термообработки. Модифицирующая смесь, содержащаямагний, графит и ферросилиций, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, сцелью понзшения степени усвоения,получения отливок без структурносвободного цементита и повышения механических свойств отливок, она дополнительно содержит силикомишметаллпри следующем соотношении компонентов, вес.:Магний10-15Графит 18-30Силикомишметалл 2-55Ферросилиций ОстальноеИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Ващенко К.Н . и Софрони Л. Иагниевый чугун, Иашгиз, 1960, с. 8.