Модификатор

тво ССС О, 1980 о СССР О, 1977 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ 111909/ 8,06,86 0.04.88 нститут .А,Дудки ыка и М 69, 13-1 вторско 88, кл, орское 04, кл. Бюл. У 16проблем лик, С.Н.При В.Волощенк 8(088.8) свидетельС 22 С 35/видетельст С 22 С 35/(57) Изобретение относится к областилитейного производства и используетсяпреимущественно при обработке чугунаи стали, подвергаемых эмалированию.Цель изобретения - повышение термостойкости эмалированного слоя. Предлагаемый модификатор содержит,мас.й:кальций 21-35, магний О, 1-5, редкоземельные металлы 4-10, титан 6-10,теллур 0,01-0,1, железо 9-20, кремний - остальное. Дополнительный вводтитана и теллура в состав модификатора обеспечивает повышение термо,стойкости змалируемого слоя в 1,5 -2 раза. 3 табл.1 13921Изобретение относится к литейному производству, в частности к обработке чугуна и стали для деталей,подвергаемых эмалированию.Цель изобретения - повышение термостойкости эмалевого покрытия чугунных и стальных отливок.Предлагаемый модификатор сбдержит кальций, магний редкоземельные10металлы (РЗМ), кремний, железо, титан и теллур при следующем соотношении компонентов, мас,7.:Кальций 21-35Магний О, Г РЗМ 4-1015Титан 6-10Теллур 0,01-0,1Железо 9-20Кремний ОстальноеПредложенный состав модификатора20применительно к обработке чугуна содержит, наряду с элементами-сфероидизаторами графита - кальций, магний,РЗИ, элементы-десфероидпзаторы графи 25та - титан, теллур. Для обеспеченияэмалируемости чугуна содержание кальция в предложенном модификаторе повы,шено до 21-35 мас.7., а доля магнияснижена и составляет 0,1-5 мас,7 Содержание РЗМ уменьшено до 4-10%. При30содержании кальция свыше 35 мас.%для нормального усвоения модификатора необходим перегрев металла более.оным энергозатратам,1500 С что приводит к дополнитель 35При содержании кальция ниже 217.вследствие повышения коэффициенталинейного расширения 1 КЛР) металлаи увеличения разницы между КЛР металла и КЛР эмали термосточкость эма.евого покрытия заметно ухудшается.огда содержание магния превышает5%, то при хорошей степени глобуляРизации графита одновременно наблюдается укрупнение графита и неметалпических включений, вследствие чегоКЛР чугуна повышается, а термостойКость эмалевого покрытия становитсяНеудовлетворительной, При содержаНии магния менее 0,1 мас.% степень 50глобуляризации графита заметно понижается, что ведет к понижению меХанических свойств чугуна. При содерЖании РМЗ менее 4% и более 107 КЛРметалла повышается а степень сфероИдизации графита ухудшается,что сни.Жает термостойкость эмалевого покрытия. При введении в состав модификатора титана в пределах 6-107 КЛР металла понижается, термостойкость эмалевого покрытия улучшается. При содержании титана более 10 мас.7 формаграфита заметно деглобуляризуется иукрупняется, а КЛР металла при этомеще более понижается, что приводитк появлению трещин в эмалевом покрытии. При содержании титана в модификаторе менее 6% его влияние на формуграФита и КЛР металла и улучшениетермостойкости эмалевого покрытия незначительно. При содержании теллурав пределах 0,01-0,1 мас.% термостойкость эмалевого покрытия на чугуне и стали наилучшая, так как КЛРметалла несколько увеличивается идостигает оптимальных .значений. Еслисодержание теллура выше 0,1 мас.7.,то десфероидизирующее действие теллура в таком количестве уже не удается компенсировать избытком содержания элементов-сфероидизаторов(магния, кальция, РЗМ) и механическиеофсвойства чугуна заметно ухудшаются.При содержании теллура менее0,01 мас,%, его влияние на термостойкость эмалевого покрытия незначительно, При содержании железа впределах 9-20 мас% обеспечиваетсянормальная усвояемость модификатора.При обработке стали модификаторомпредложенного состава, кальций, маг"ний и РЗМ являются сфероидизаторамипеметаллических включений.При ихвведении улучшается также степеньрафинирования стали от неметаллических включений, что способствует получению качественного эмалевого покрытия на стали - без пузырей и уколов,Магний, кальций, РЗМ, а также теллур относятся к поверхностно-активным веществам, способствующим повышению прочности сцепления стали сэмалевым покрытием. Титан стабилизуер микроструктуру стали за счет измельчения зерна и образования устойчивых соединений с углеродом, кислородом, азотом и водородом, не разлагающихся при температуре обжига эмали. Титан существенно понижает коэффициент линейного расширения (КЛР) эмалируемой стали, что снижает термические напряжения между сталью и эмалевым покрытием.Содержание кальция, магния,РЗМ, титана и теллура ниже соответственно 21; 0,1; 4; 6 и 0,01 мас.Ж не оказывает заметного влияния на ве-,5 личины КЛР металла и, следовательно, на степень эмалируемости стали.Есть содержание кальция, магния, РЗМ выше соответственно 35; 5;10 мас.7, то вследствие образования по границам зерен вторичных хрупких фаз механические свойства стали понижаются. При содержании теллура в модификаторе выше 0,17 в микроструктуре стали образуется избыток не- металлических включений, что также способствует понижению механических свойств стали. При содержании титана в модификаторе более 107 в микро- структуре стали происходит укрупнение карбидов титана и расположение их по границам зерен, что вызывает снижение механических свойств стали, главным образом пластических, и способствует такому понижению КЛР меоталла (до уровня 11,0. 10 1/ С), что в эмалевом покрытии появляются трещины за счет увеличения разницы между КЛР металла и эмали.Титан и теллур влияют противоположно на величины КЛР эмалевого металла: первый понижает, второй повышает КЛР металла - и одновременно способствуют стабилизации КЛР металла, без резких изменений их ве- . личин при наличии магния, кальция, 35 РЗМ.П р и м е р. Модификатор получали в графитовом тигле индукционной печи типа ЛПЗемкостью 30 кг на шихте из силикокальция марок СК 15- 40 СКЗО, лигатуры ФСЗОРЗМЗО-ФСЗОРЗМ 5, титановой губки или ферротитана марки Тив - теллура в виде порошка. Иихту расплавляли и доводили температуру до 1350-1400 С, затем в расплав на 45 железной штанге вводили кусковой магний и перемешивали. Дешихтовку осуществляли путем дополнительного ввода металлического кальция также на штанге, как и магний, добавками50 стальной дроби и ферросилиция. При этом более тяжелые металлы погружали на дно тигля, а более легкие вводили в расплав по ходу плавки. Разливку лигатуры производили ручным ковшом на 55 железный швеллер. После остывания лигатуру извлекали и измельчали до необходимой фракцииСравнительные испытания модификаторов проводили на чугуне и стали сих последующим эмалированием (12 слоями грунтовой эмали, 2-3 слоямипокровной эмали) на деталях арматуры(в виде золотников) и дальнейшее испытание эмалированных золотников натермостойкость сначала в стандартных,а затем в ужесточенных условиях, спроверкой их механических свойстви микроструктуры и определением КЛРна оптическом дилатометре с коэффициентом увеличения 5000-7000 (образцы диаметром 5+О, 1 мм, длиной 25+ 0,1 мм).Исходные чугун и сталь выплавлялив индукционной печи МГПна базечушковых чугунов марок Л 2-Л 4 и отходов среднеуглеродистой стали марокЗОЛ, 35 Л. Модификатор дробили на куски размером 10-20 мм и помещали надно 60 кг ковша в количестве 1,8 кгдля чугуна и 0,3 кг для стали.Опытные составы опробованных модификаторов приведены в табл.1.Результаты определения термостойкости эмалевого покрытия и КЛР на чугуне (см. табл.2) и стали (см.табл.З),модифицированных известным и предложенным модификатором, представленыв табл.2 и 3.Из результатов испытаний следует,что термостойкость эмалевого покрытия на проэмалированных золотникахиз чугуна и стали, модифицированныхизвестным модификатором и модификаторами состава 7 и 8 с неоптимальным содержанием компонентов.Таким образом, предложенный состав модификатора, содержащий дополнительно титан и теллур, имеет улучшенную эмалируемость, выражающуюсяв повышении термостойкости эмалевого покрытия чугунных и стальных изделий,Использование предложенного модификатора для модифицирования чугунаи стали позволяет увеличить срокслужбы эмалированных изделий в 1,52 раза.формула изобретенияМодификатор преимущественно для эмалируемых отливок из чугуна и стали, содержащий кальций, магний, редкоземельные металлы, железо и кремний, о т л и ч а ю щ и й с я тем,1392 136 что, с целью повышения термостойкости эмалевого покрытий он дополнительно содержит титан и теллур при следующем соотношении компонентов, мас.7:КальцийМагний 21-35О, 1-5 ноеТаблица 1 Элементы, мас,7. Состав Желе- Кремзо ний Титан ТелУР Остальное 56 13,5 Осталь 20 ное 0,1 0,1 и 0,01 10 5 0,05 2 г 0,03 6 7 13 и 0,08 17 8 911 11 0,05 20 0,005 3 5 36 блица 235 Т а 1 остав КЛР 1/ С -400 ф 10 20 ермостойкэсть оспе 5 теплою мен от 25 д На 1-й теплосмене отколыэмали 13,8 звестТа блица 3 На 1-й теп;:осмене отколы ермостой осле 5 т сть КЛР,ло- -400С 20 Предлагаемый н от еэ изменений 5,5 Известый 1-й теплоолы ене мали а 1-й тепломене трещинымали Предла аемый 8 ез изменени Известный1 Предлагаемый2 Каль" Магний РЗМций РедкоземельныеметаллыТитанТеллурЖелезоКремний 4-10 6-О 0,01-0,1 9-20 Осталь Продолжение табл.2,7 Составитель А.БармыковРедактор Т.Лазоренко Техред М.Дидык Корректор В.Бутя Зака Подписноного комитета СССР ний и открытийРаушская наб., д, 4/5 оектная, 4 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород,871/32 Тираж 594 ВНИИПИ Государствен по делам изобрете 113035, Москва, Ж, На 2-йсмене тэмалиНа 1-йсмене оэмали