Модифицирующая смесь для чугуна

СОЮЗ СОВЕТСКИХсаилапЧепиРЕСПУБЛИК 4(51) С 22 С 35/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2-150,5-8,0 6-12Остальное ГОСУДАРСТВЕННЬ 1 Й КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(46) 30.04.85. Бюл. У 16 (72) В.Г.Горенко, О.И. Шинский, Н.В, Манойло и В,И. Кошелев (71) Институт проблем литья АН УССР ;и Купянский литейный завод им.60-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) 1. Ващенко К.И. и Сифрони Л, Магниевый чугун. Машгиз, 1960, с 8.2. Авторское свидетельство СССР В 973654, кл. С 22 С 35/00, 1982.(54) (57) МОЛИФИЦИРУЮЩАя СМЕСЬ дляЧУГУНА, содержащая магний, графит,ферросилиций и силикомишметалл,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,801152970 А с целью повышения степени усвоения магния, снижения расхода графитизирующих и стабилизирующих добавок и повышения механических свойств чугуна, она дополнительно содержит струж ку медных сплавов и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.7:Магний 8-12Графит 8-20СиликомишметаллСтружкамедныхсплавовЖидкоестеклоФерросилицийИзобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано при производстве высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита.Известна модифицирующая смесь для чугуна, в которой содержание элементов взято в пропорции магний: ферросилиций:графит = 1:4:1 Я .Недостатком известной модифицирующей смеси для чугуна является то, что обработка ею чугуна сопровождается большим пирозффектом, низким усвоением магния, появлением в микро- структуре чугуна структурно-свободного цементита.Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является модифицирующая смесь для чуг уна, содержащая магний, графит, ферросилиций и силикомишме- талл при следующем соотношении компонентов, мас.й," магний 1 ОграФит 18-301 силикомишметалл 2-25 и Ферросилиций - остальное 2 .Однако ввиду высокой теплонроводности такой смеси она при контакте с жидким чугуном прогревается свысокой скоростью по всему объему,что ведет к значительному увеличению обьема паров магния и выбросу металла из ковша, Кроме того,компоненты смеси не связаны между.собой и частично выносятся в результате интенсивного барботажа в ковше,вызванного парами магния. Это снижает степень усвоения. магния, увеличивает расход графитизирующнх н стабилизирующих добавок и вызываетбольшой нироэффект. Целью изобретения является повышение степени усвоения магния, снижения расхода графитизирукнщих и стабилизирующих добавок и повышение механических свойств чугуна. Поставленная цель достигается тем, что модифицирующая смесь для чугуна, содержащая магний, графит, ферросилиций и силикомишметалл, дополнительно содержит стружку медных сплавов и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.Х:Магний 8-12ГраФит 8-206-12 При содержании магния ниже 8 Х. не достигается требуемый эффект модифицирования, поскольку иэ-за частичной потери магния на десульфурацию чугуна и его окисление остаточное содержание магния не позволяет обеспечить получение необходимой Формы графита, Содержание магния в смеси выше 123 ведет к увеличению пирроэффекта, снижению степени усвоения магния, нестабильности получаемых результат,в по свойствам чугуна, вызываетпоявление структурно-свободного цементита.Укаэанные пределы содержания графита выбраны как оптимальные с точ-ки зрения снижения пироэффекта при модифицировании чугуна магнием и вво да в расплав достаточного количества центров кристаллизации. СодержаСтружкамедныхсплавов 0,5-8,0Жидкое5 стеклоФерросилиций ОстальноеИзобретение основано на использовании добавки жидкого стекла, теплопроводность которой значительнониже теплопроводности остальныхкомпонентов, замедляющей процесспрогрева смеси, что замедляет испарение магния, а следовательно, устраняет выброс металла из ковша и пироэффект и повышает степень усвоения магния. Кроме того, происходитотвердевание смеси в результате экзотермической реакции между жидкимстеклом и ферросилицием. Компонентысмеси оказываются связаны между собой,что .препятствует их всплытию на поверхность чугуна в ковше. Это позволяет снизить расход графитнзнрующих и стабилизирующих присадокНаличие стружки медных сплавов.в составе модифицирующей смеси длячугуна позволяет повысить механические свойства модифицированного чугуна. Кроме того, она утяжеляет смесь,уменьшает скорость ее всплывания иувеличивает степень усвоения компонентов. Указанные пределы содержаниямагния выбраны из условия получения 35 чугуна с шаровидной Формой графита,ысокими механическими свойствами,ысокой степени усвоения магния иввода модификатора без пироэффекта.1152970 цессом, при этом смесь была помещена в оболочку из углеродистой сталитолщиной 1 мм.Иодифициронание чугуна предло 5 женными составами модифицирующихсмесей производили путем ввода специальным устройством брикетов ф150 х 200 мм в ковш с жидким чугуном.Расход предложенных составов модификатора составил 0,8-1,07., расходизвестной модифицирующей смеси1,0-1,37.Модифицирующую смесь для чугуна5подготавливали путем перемешиваниякомпонентов в лабораторных бегунах016; Для изготовления смесей применяли магний гранулированный МГМ(ТУ-01-904-74), ферросилицийФС 75 (ГОСТ 1415-76), силикомишметаллСЦЕИИШ(ТУ-5-76-76), графитв виде измельченного электродногобоя, медную стружку и жидкое стеклос модулем 2;5, плотностью1,2510 кг/м (ГОСТ 13078-67). Брикеты из предлагаемой смеси получали путем самоспекания за счет экзотермической реакции между ферросилицием и жидким стеклом.30Из данных таблицы видно что сосЭтавы 1 и 2 соответствуют известноймодифицирующей, смесь 3 содержитменьше графита и медной стружки, асмесь 10 - меньше жидкого стекла ибольше графита. Смеси 4-9 соответст"вуют по составу предложенной модифицирующей смеси для чугуна.Применение модифицирующей смесидля чугуна предложенного составапо сравнению, с известной модифицирующей смесью позволяет увеличить сте-пень усвоения магния с 22-36 до51-657, повысить объемную массусмеси с 1,62-1,74 до 1,88-2,43 г/смпредел прочности чугуна с 486-497 до543-574 ИПа, относительное удлинение с 3,8-4,0 до 5,9-6,87., снизитьтвердость (НВ) с 247-253 до 22027 кгс/мм , ликвидировать пироэффект и наличие структурно-свободного цементита в, тонких стенках отливок,По сравнению с использованием известной модифицирующей смеси за счетповышения степени ее усвоения на45-577, сокращения расхода смесина 5-207, повышения прочностныхсвойств на 10-187. и снижения массыотливок на 5-107 экономический эффектсоставит 6, 12-6,54 руб,на 1 т годныхотливок,ниг. графита в смеси меньше 87 увеличивает пироэффект и снижает степеньусвоения магния, а увеличение содержания эффекта больше 207. снижаетпрочностные характеристики чугуна.При содержании силикомкпметаллав модифицирующей смеси для чугунаменее 2 Х ухудшается форма графитав структуре чугуна, а увеличение всоставе смеси силикомишметалла свыше15 ведет к появлению структурно-свободных карбидов в тонких сеченияхотливокУказанные пределы содержаниястружки медных сплавов выбраны сцелью обеспечения повышения механических свойств высокопрочного чугунаи повышения его жидкотекучести.При содержании стружки медныхсплавов в модифицирующей смеси длячугуна менее 0,5 Х не достигаетсяэффект повышения механических свойствчугуна, а при повышении содержаниястружки медных сплавов в смеси свыше8,03 механическая прочность чугунаснжается благодаря появлению ликвации меди.Указанные пределы содержания жидкого стекла выбраны для снижениятеплопроводности смеси и обеспечения достаточной связности компонентов модифицирующей смеси для чугунамежду собой в период модифицирования,Снижение содержания жидкого стеклав смеси менее 67 уменьшает прочность 35получаеиых брикетов модифицирующейсмеси, что ведет к повышению скорости испарения магния.Повышение содержания жидкого стекла в смеси свыше 2 Ж ведет к дополнительному загрязнению металла неметал.лическииы включениями и снижениюстабильности эффекта иодифицирования,Составы модифицирующих смесей,использованныхдля модифицирования 45чугуна а также степень усвоения магния и механические свойства чугуновприведены в таблице.Исходный чугун, который содержит,иас.Ж; углерод 3,2-3,4; кремний 501,75-2, 11 марганец 0,26-0,35,Фосфор 0,05-0,07; серу 0,02 выплавлялся в дуговой электропечиДСП. Температура чугуна послерасплавления составляла 1740-1760 К. 55Иодифицирование чугуна производили в 2 тонном ковше при 1690-1710 К.Иодифицирование смесями 1,2 (см.таблицу) производили "сендвич"-про1о съво оло ол л лв" СЧ о 1 1ф Сф) СЧ Ф в л СЧ СЧ оло о млО СЧ оо и ф О л л 1СО С"оол л о о 0 Ю и е лл о со 1 н е 0 О с л.111 о л о л л л.о ф ч Г СЧ о о о ол в л л СЧ еф СС 1,жк о ж а ц и д о э ох ю о .хац ОЦЕ 4 Ы 1о х . о о цехай ханко ох а ха о хо 1- ц жоао