Модифицирующая смесь

9) 01) з бв С 22 С 35/00 ГОСУД АРСПО ДЕЛ Ц." сЖцч 1НИЕ ИЗОБРЕТ ОПИ ЕЛЬ СТВ ТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРИТИ К АВТОРСКОМУ СВИД(72) А.А.Жуков, М.П.Шебатинов, Н.И.Бех, Л.А,Алабин и В.А.Макаренков (71) Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт технологии автомобильной промьппленности(56) 1. Жуков А.А. и др. Производство отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. М НИИмаш, 1980, с. 10-12.2, Авторское свидетельство СССР Я 1 699019, кл. С 21 С 1/10, 1979.(54) (57) 1. МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ, со держащая гранулированный магний, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью стабилизации структуры в отлив ках, устранения отбела и увеличения предела прочности чугуна, она дополнительно содержит ферросиликокальций и связующее при следующем соотношении компонентов, мас.%:Гранулированный магний 5-10 Ферросиликокальций . 87-93 Связующее 2-3 2. Смесь по п. 1; о.т л и ч а ющ а я с я тем, что в качестве связующего используют жидкое стекло.Изобретение относится к металлургии, в частно.ти к разработке составов модифицирующих смесей для отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, получаемых внутриформенным модифицированием.Известно использование в качестве модификатора при внутриформенноммодифицировании никель-магниевойлигатуры 13 следующего состава, 10вес.7:Никель 80-90Магний 10-20Однако указанная лигатура имеетвысокую стоимость из-за дефицитности никеля и, кроме того, высокую температуру плавления, что снижаетстепень усвоения легирующих элементов в расплаве чугуна,Наиболее близкой к предлагаемой 20по технической сущности и достигаемому результату является модифицирующая смесь 2 , содержащая, вес.Ж:Гранулированный магний 50-80Порошкообразный криолит 20-50Однако известная смесь имеет значительный пироэффект из-за большогосодержания магния в смеси, неравном"ную структуру в отливках, получаемых при ее использовании и отбел. 30Целью изобретения является стабилизация структуры в отливках, устранение отбела и увеличение предела прочности чугуна.Указанная цель достигается тем,что модифицирующая смесь, содержащаягранулированный магний, дополнительносодержит ферросиликакальций и связующее при следующем соотношении компонентов, мас.7: о 40Гранулированный магний 5-10Ферросиликокальций 87-93Связующее 2-3При этом в качестве связующего используют жидкое стекло. 45; Ферросиликокальций марки СК 10 имеет следующий состав, вес.7: кремний 15; кальций 10; железо " остальное. Его применяют для получения смеси в виде гранул 2-5 мм, 50Введение в состав модифицирующейсмеси ферросиликокальция обусловленотем, что он менее бурно реагируетс жидким чугуном. Кроме того, он содержит значительно меньше кальция, 55чем известные лигатуры, содержащиеего более 107, но инокулирующее (позднее) модифицирование с помощью упомянутого Ферросиликокальция оказывается тем не менее вполне достаточным, чтобы не имел место отбел отливок, При этом его усвояемость очень высока. Присадка кальция обеспечивает обессернвание чугуна (образование Са 82) и, кроме этого, способствует в определенной степени нейтрализации деглобуляризирующих элементов за счет связывания их в тугоплавкие соединения. Одновременно кальций, входящий в состав ферросиликокальция, способствует образованию мелкодисперсных нитридов, влияя тем самым на кристаллизацию расплава и способствуя формированию мелкозернистой структуры. Такое влияние кальция на расплав приводит к минимальному расходу магнгч и максимальному его усвоению, что обеспечивает однородную структуру металлической основы н максимальную сфероидизацию включений графита.Содержание Ферросиликокальция в смеси меньше нижнего предела способствует кристаллизации расплава с отбелом вследствие образования карбидов, укрупнению включений графита и формированию их в пластинчатой Форме. Содержание ферросиликокальция в смеси выше верхнего предела нецелесообразно, поскольку ухудшается стабильность и технологичность из-за появления большого количества шлака.Содержание гранулированного магния в смеси ниже нижнего предела ведет к нарушению условий кристаллизации чугуна, в результате чего существенно уменьшается степень сфероидизации, увеличивается количество включений графита пластинчатой Формы, а следовательно, снижаются прочност; ые показатели чугуна. Кроме того, в структуре появляются структурно-: свободные карбиды. Содержание магния выше верхнего предела ведет к пироэффекту и отбелу в тонких сечениях отливок, понижению степени сфероидизации включений графита и ухудшению обрабатываемости отливок.Целесообразность ввода связующего- жидкого стекла - в модифицирующую смесь обусловлена влиянием его на процесс модифицирования, а именно необходимостью равномерного распределения гранул магния в смеси.Как известно, при засыпке модификатора в виде механической смеси, содержащей гранулированный магний, в особенности порошкообразный, в реакционную камеру литейной формы при1093722 мах-шаблонах, имеющих объем и конфигурацию реакционных камер, При содержаниис 2 Х жидкогб стекла смесь не обладает текучестью, а при содержаниижидкого стекла )ЗХ удлиняется процесс последующего твердения при продувке углекислым газом. Полученныебрикеты вставляют в реакционные камеры и осуществляют заливку литейныхформ. Для изготовления брикетов применяют модифицирующие смеси, составкоторых указан в табл. 1,Таблица 1 Составсмеси Содержание ингредиентов в смеси,мас.Е 0,30 0,1-0,95 0,8 0 Ферросиликокальций 93 1,0 0 1,2 Жидкое стекло 0 90 1,0 Ферросиликокальций 1,2 Жидкое стекло 0,8 0 87 Ферросиликокальций 1,0 1,2 Жидкое стекло 0,8 0,1 - 0,30,08-0,2 0,05-0,15 94 1,0 Ферросиликокальций Жидкое стекло 1,2 0,1-0,20,07-0,150,05-0, 10 0,8 1,0 Ферросиликокальций 1,2 Жидкое стекло 0,30,030,010,01Остальное МарганецХромСераФосфорЖелезоинмолд-процессе или при установкеспециальных пакетов происходит сегрегация ингредиентов. Например, притранспортировании пакетов более мелкие фракции, магния концентрируютсяв верхних слоях, а более крупные -в нижних. Присадка жидкого стекла в количестве 2-37 в предлагаемую смесь обеспе- О чивает равномерность смеси, ее текучесть и последующее твердение в форИзвестный Гранулированный магний 65 Порошкообразный криолит 35 Предлагаемый Гранулированный магний 5 Гранулированный магний 7 Гранулированный магний 10 Гранулированный магний 5 Предлагаемый Гранулированный магний 10 Брикеты для внутриформенного модифицирования чугуна имеют следующий 55 состав, вес,7:УглеродКремний Расход смеси, Глубина отбела Е на клиньях, мм1093722 без заметных колебаний по химическоВ форме получают отливки ступенчатой пробы весом 30 кг, имеющие ступени толщиной 3,6, 12,25 и 50 мм,Плавку чугуна проводят в индукционной печи ИСТс кислой футеровкой. 5 При этом температуру жидкого чугуна доводят до 1500 С. Заливку производят при 1450-1430 С. При этом реакция в форме протекает плавно, без дымовыделения. Все ступени пробы по 1 лучены без отбела, металл однородный му составу, структура однородна в пределах каждой ступени. В табл, 1 приведены также расходы смеси при модифицировании чугуна и ее влияние на отбел.Результаты металлографических и механических испытаний плавок чугуна, получаемых при использовании конкретных составов смеси для модифицирования, приведены в табл. 2. Таблица 2 Составсмеси Структура чугуна Степень сфероидизации,У Известный 210 Перлит + цементит + феРРит 92 93 61,7 205 95 ф 64,1 198 96 67,2 195 93 61,8 205 64, 1 200 67,5 196 205 Перлит + ( 57 ФерритПерлит + 57, ферритПерлит.+5 Е ферритПерлит + феррит + цементитПерлит + феррит + цементит 61,5 65,6 199 67,8 229 50 87 53,2 90 56,0 209 86 51,1 229 89 54,0 219 209 57,5 Испытания показали, что предлагаемая смесь способствует высокой степени сферидизапии включений графита и полностью устраняет отбел в тонкихсечениях отливок. Это достигаетсяпри расходе модификатора в количестПредлагаемый Перлит + ( 57 феррит Перлит + 52 ферритПерлит + ) 5 Е феррит Перлит + (57 феррит Перлит + 57 феррит Перлит + У 57 Феррит Перлит + Феррит + цементит Предлагаемый Перлит + феррит + цементит Перлит + феррит + цементит Перлит + феррит + цементит ТВ,кгс/мм Твердость,2 НВ1093722 Составитель Н. КосторнойТехред Т,Дубинчак Корректор О.Билак4 Редактор Н.Ггорова Заказ 3380/23 Тираж 603 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушскай наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ве 0,8-1,23 от массы обрабатываемогочугуна. При этом наиболее стабильныерезультаты получают у чугуна с содержанием серы до 0,057. при вводе в чугун модифицирующей смеси предлагаемого состава. Наряду с этим установлено повьпвение предела прочности чугунапри его растяжении. Внедрение изобретения обеспечива 5 ет получение годового экономического эффекта в количестве 380 тыс. руб.