Модифицирующая смесь

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИ РЕСПУБЛИК САНИЕ ИЗОБРЕТЕН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт проблем литья АН Украинской ССР(54)(57) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ, соде жащая магний и ферросилиций, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышениями производительностипроцесса модифицирования чугуна в литейной форме, увеличения механических свойств высокопрочного чугу-. на и снижения расхода модифицирующе смеси, .она дополнительно содержит силикокальций и силикомишметалл, а компоненты взяты в следующем соотно шенин, весД:Иагний . 13-20 Силикокальций5-15 Силикомишметалл 5-50 феросилиций ОстальноеИзобретение относится к литейному производству, предназначено для обработки чугуна способом внутрифор" менного модифицирования и может быть использовано в литейных цехах машиностроительных заводов для производст ва высокопрочного чугуна (ВЧ) с шаровидным графитом.Для получения ВЧ методом модифицирования чугуна в литейной Форме применяются различные модификаторы, Они содержат магний, кальций, редкоземельные металлы (РЗМ) и другие компоненты 1 1.Модифицирование чугуна такими модификаторами не дает положительных результатов, как по форме графита в структуре чугуна, так и по получению здоровых отливок, т.е. без литейных дефектов, из-за их сравнительно низкой реакционной способности и низкой температуры плавления. Эти лигатуры применимы для Фактора растворимости, равной 0,06-0,07.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому эффекту к изобретению .является модифицирующая смесь2 3, взятая при следующем соотношении компонентов, вес.Ф:Магний 10Ферросилиций 90фактор растворимости известной смеси составляет 0,05-0,07, что соответствует определенной массовой скорости заливки чугуна в форму, например для металлоемкости формы в 60 кг время заливки равно 25-30 с, 30 кг - 15-20 с и т.д., в то время как заливка форм аналогичной металлоемкости высокопрочным чугуном из ковша длится 15 и 7-10 с соответственно, Поэтому при обработке чугуна в форме с помощью этой модифицирующей смеси теряется производительность процесса модифицироцания по сравнению с. ковшевой обработкой чугуна,Обработка чугуна в литейной форме таким, модификатором не дает положительных результатов по степени сфе" роидизации графита в структуре чугуна при повышенных скоростях заливки его в литейную форму, При содержании серы в исходном чугуне более 0,013 форма графита в его структуре вермикулярная. В связи с этим механические свойства ВЧ, получаемого таким способом, низкие. Таким образом, приме" нение этой смеси снижает производи" тельность процесса модифицирования,требует повышенного расхода модификатора, повышенной температуры чугуна и его сравнительной чистоты повредным примесям.Целью изобретения является вовы"шение производительности процесса модифицирования чугуна в литейной форме, увеличение механических свойстввысокопрочного чугуна и снижение рас 1 Охода модифицирующей смеси.Поставленная цель достигается тем,что модифицирующая смесь, содержащаямагний и ферросилиций, дополнительносодержит силикокальций и силикомиш металл при следующем соотношении компонентов, вес.4:Магний13-20Силикокальций 5-15Силикомишметалл 5-50 20 Ферросилиций ОстальноеБолее высокое содержание магниянеобходимо для повышения фактора растворимости смеси, т.е. для модифицирования чугуна с более высокой ско ростью заливки формыНижний пределсодержания магния выбран для факторарастворимости 0,1, а верхний пределдля 0,15 при прочих. равных условиях.При содержании магния менее 13 ЗО уменьшается фактор растворимости, чтосказывается на ухудшении формы графита, однородности микроструктуры ВЧ,что приводит к ухудшению его механических свойств, а при обработке чугуна смесью, которая содержит более 204магния, возникают трудности с запол- .нением литейной формы металлом в связи с выбросами его при заливке.Более высокое содержание магнияв смеси способствует уменьшению ее 40расхода при обработке чугуна в фор"ме.Указанное содержание силикокальция в модификаторе достаточно для 45предотвращения "черных пятен" вструктуре ВЧ, а также для полученияздоровых отливок. Силикокальций является сильным графитизатором, причем выделение графита происходит вжидком состоянии расплава, увеличивая тем самым число зародышей кристал.лизации графита, и способствует, стермодинамической точки зрения глобуляризации графита и затвердеваниючугуна по стабильной системе.Нижний предел содержания силикокальция в смеси необходим при повышенных скоростях заливки (фактеррастворимости равен 0,15), а верх27261 4лял 0,6, расход известной смеси 1,24. Для чугуна ваграночной плавкиэти цифры составляли 1 и 154,соответственно,Температура заливки чугуна в форму составляла 1450 + 30 С для элект-.ропечного чугуна и 1320 + 30 С дляваграночного чугуна.Химический состав чугуна пред,ставлен в табл, 1. Т а б л .и ц а 1; Содержание компонентов, 3 Чугун15 высоким содержанием серы (вплоть до0,12). Модификатор с нижним пределомсодержания силикомишметалла (5 Ф) используется при обработке сравнительно чистых электропечных чугунов посере и демодификаторам, а с верхним(501) - для обработки чугуна вагра""ночной плавки,При содержании силикомишметдллд 25в смеси менее 5 Ф и более 503 ухудша-.ется. форма графита структуры ВЧ,. Ферросилиций является наполнителеммодифицирующей смесис увеличениеммарки которого фактор растворимостирастет.Предложенную модифицирующую смесьпроверяли на литейной форме с фактором растворимости 0,11-0,15, металлоемкость формы составила 60 кг и30 кг, время заполнения - 15-17 и7 с соответственно.Расход предложенной смеси для чугуна электропечной плавки состав- . Злектролечной ВаграчСмеси Иагний Силикокальций Силикомишметалл ферросилицийОстальное То же60 22 90 10 3 10ний предел - при .факторе растворимости 0,11,При более низком содержании силикокальция в смеси (менее 54) степеньсфероидизации графита в чугуне падает, а при более высоком содержаниисиликокальция в смеси (более 153)модифицирующая смесь полностью нерастворяется в реакционной камере,отливки поражаются неметаллическими .включениями, что снижает качествоотливок.Содержание силикомишметалла в указанных пределах в смеси не влияет наформу графита и матрицу ВЧ, а позволяет модифицировать чугун с более Химический состав, структура и механические свойства полученных ВЧплавки 3,34 2,37 0,60 0,06 0,.04 ночноиплавки 3,40 2,16 0,75 0,08 О,1 т а м етпа Шееи т еИодифицирующие смеси изготовлялись простым перемешиванием порошкообразных.компонентов.Для приготовления модифицирующих смесей применялись магний марки МПФ 1 (ГОСТ 6001-5,1), силикокальций марки СК 15 (ГОСТ 4762-71), силикомишметалл марки СЦЕИИШ 1 (ТУ 14-5-78-76 ), Ферро" силиций марки ФС 75 (ГОСТ 1415-70).Размер фракций модифицирующей смеси непрефвышал 2 мм.Компонентный состав испытанных модифицирующих смесей приведен. в табл,2.Таблица 2 с учетом фактора растворимости приве, дены в табл. 3,1И13. Т а со о о л ол . лсч сч сч СО с л ф л л сч сч а оаО лсЧ сч м оф л лсЧ сЧ11 Ю1а в а О 1 а в О 1 м а соО а сч сч сч сч сч сч сч сч сч а.м а о а О Л Л О о а м а о а л в а О 1 О 1 О 1 О 1 В а а а о а а а л в в в в ф л В СО о.а О сЧ м 4 3 Ф р о р о р л л ло о о о о а м о ь а Э 0 О Ол л л о о о о о11ам13111а10111111а1 0111,. Тираж 627 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. М 57 10272Варианты 1-7 относятся к обработке диэлектропечного чугуна, варианты 8- 12 " к чугуну ваграноцной плавки, а варианты 13 и 14 - к чугуну, обработанному известным модификатором. Чугуны 1-7 обрабатывались с помощью модифицирующих смесей 1-7 табл. 2), а чугуны 8-12 - модифицирующими сме" сями 1, 4, 5, 2 и 7 соответственно.Как видно из табл 3, при содержа нии магния в,смеси ниже 13, силикокальция и силикомишметалла менее 5 Ф степень сфероидизации графита составляет 754 для чугуна электропечной плавки и 651 для чугуна ваграночной плавки (варианты 1 и 8), ВЧ вариантов 2"5 был получен при обра.ботке расплава модифицирующими сме" сями.Предлагаемого состава, а его ме" ханические свойства и структура удов" щ летворяют требованиям, предъявляемым к ВН марки 8460"2.Аналогичные результаты были полуЧены при обработке чугуна ваграноч-. ной плавки, хотя расход предлагае" мых модифицирующих смесей был выше в 15-2,0 раза.Отливки, залитые чугуном 6, обработанным модифицирующей смесью 6, были поражены шлаковыми включениями, Это связано с повышенным содержанием ;в смеси силикокальция и силикомишме 61 8талла, которые уменьшают фактор раст"воримости смеси. Механические свойст"ва чугунов 6 и 12 и их структура не-сколько хуже свойств ВЧ, полученныхс помощью модифицирующих смесей 2-. 5,Обработка чугунов, модифицирующейсмесью 7 сопровождалась выбросамиметалла из воронки литейной формы, атело отливок было поражено шлаковымивключениями. Иеханические свойстваВЧ 7 и 12 сравнимы со свойствамиВЧ 1 и 8. Чугуны, обработаннь 1 е известной смесью в форме а фактором растворимости 0,12, не дали положительных результатов как по структуре чугуна, так и по механическим свойствам. Графит в структуре чугуна вермикулярной формы, а механические: свойства в 1,5"2 раза ниже ВЧ, обработанного предложенной модифицирующей смесью.По предварительному расчету, ожидаемая технико-экономическая эффек" тивность от применения предложенной модифицирующей смеси составит 18 руб. на 1.т годного литья за счет повыше" ния производительности процесса модифицирования в 1,2-2 раза, увели-чения механических свойств в 1,2- 1,3 раза и уменьшения расхода модификатора в 1,5-2 раза.