Модифицирующая смесь Советский патент 1983 года по МПК C21C1/10 

Ф.

|со

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам модифицирующих смесей для предварительной ковшевой обработки чугуна, и может быть широко использовано пpИJ acсовом производстве отливок для автомобильной и тракторной промышленности.

Известны в литейном производств е модифицирующие смеси для ковшевой обрабооки чугуна, содержащие чистый маг НИИ, его сплавы и композиции данных сплавов с другими добавками.

Данные смеси применяются, в основном, для ковшевого модифицирования высокопрочного чугуна в количествах от 2,5 до 4% в зависимости от содержания серы в исходном расплаве 1.

указанные модифицирующие смеси находят также применение при предварительной ковшевой обработке расплава а последукацей, сфероидизирующей .обработкой расплава в литейной форме магнием с целью получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Однако они не обеспечивают при этом получения стабильных механических свойств чугуна, кроме того, требуется повышенный расход модифицирукицей смеси и магния при последующем внутрйфор 1енном модифицировании.

Наиболее близкой к предлагаемой по составу и лостигаемому эффекту является модифицирующая смесь, содержащая железокремниймагниевый сплав в количестве 20-75, ферросиликобарий 12-73, еиликокальций 7-10%, Указанная смесь применяется для получения «онкостенных отливо1 из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом без Ьтбела. Железокремниймагниевый сплав, ферроскликомагНИИ, йходящий в состав модйфицирукяцей смеси, способствует обрйэованию шаровидного графита s отливкая. Ферросиликобарий и силикокальцнй снижают склонность чугуна к отб@лу 12}.

Недостатками известного состава, модифицирующей смеси является наличие силикокальция, приводящего к шлакований смеси, высокая чувствительность степени ;-сзоени;ч модифицирующей смеси от колебаний температуры обработки, а также повышенный расход модификатора на последующее внутриформенное модифицирраание магнием. Наличие силикокальдия Б модифицирующей смеси приводит к шлакованию добавки. ОеоСенно заметно влияние этого процесса на равномерность растворения при пониженных температурах обработки (1280-1330С) , Указанные недостатки ухудшают -механические свойства отлизек и снижают стабильность технологического процесса.

Цель изобретения - сокращение расхода сфероидизирующей добавки при последующем знутриформенном модифицировании, повышение механических свойст высокопрочного чугуна при содержании серы в расплаве 0,05-0,1% и стабилизация технологического процесса.

Поставленная цель достигается тем что модифициругацая смесь, включающая железокремниймагниевый сплав, ферросиликобарий, дополнительно содержит фврросиликомишметалл при следующем сотношении компонентов, вес.%: Железокремний- , магниевый сплав. 10-70 Ферросиликобарий5-25ФерросиликомишметаллОстальное

Ввод в состав модифицирующей смеси ферросиликомииметалла, содержащего 20-40 редкоземельных металлов, способствует улучшению равномерности структуры и свойств в элементах отливки, повышению механических свойст высокопрочного чугуна при содержании серы в исходном расплаве от 0,05 до 0,10% вследствие глубокого раскисления и частичной -его десульфурации.

Установлено, что верхний предел содержания железокремниймагниевого сплава, содержащего 5-10% магния, .определяется необходимостью обеспечения санитарных норм газопылевыделения в зоне обработки расплава, нижний обуславливается необходимостью достаточной степени десульфурации расплава при повышенномсодержании серы. Состав железокремниймагниевого сплава, соответствует марке ЖКМ. 5-10 магния в нем обеспечивает спокойное растворение модификатора, 40-70% кремния дает снижение температуры плавления ингредиента.

Величина добавки ферросиликобария содержащего 10-30% бария, определяется необходимостью, с одной стороны, улучшить форму графитовых включений в сечениях отливок с различной толщиной и снижением склонности чугуна к отбелу (нижний предел 5%), с другой стороны, ограничена (верхний предел 25%) ввиду относительной дорогостоимости ингредиента и последующего низкого прироста достигаемого положительного эффекта.

При выборе концентрации ферросиликомишметалла исходят из способности данного ингредиента улучшать форму графитовых включений, равномерность структуры отливки. Содержанием РЗМ (20-40%) обеспечивает хорошее усвоением РЗМ (20%) и сильное раскисляквдее и десульфурируюадее действие (до 40%)

Общий расход модифицирующей смеси определяется содержанием серы Б сплаве. При содержании серы 0,01--0f03% он равен 0,10-0,3% от веса расплава, при сере О,-05-0,10,, 0,3-0,6% от веса расплава.

П р И м.е p. Технология получения высокопрочного чугуна включает пред.варительную ковшевую обработку расплава известной и предлагаемой смесями при нижнем, верхнем и среднем содержании ингредиентов г а также последукщее внутриформенное сферридизируюСмесь

Же/1еэокремннЙ магниевый сплав

щее модифицирование магнием в виде желеэокремниймагниевой лигатуры с 5-10% магния.

. В табл. Д приведены составы известной и предлагаемой модифидирукжцей ,смесей; в табл. 2 -г свойства отливок .

Таблица

Состав модифицирующей смеси, вес.%

ФерросйлйСиликокальцийкомииметалл

МОДИФИЦИРУЮ1ЦАЯ СМЕСЬ для предварительной ковшевой обработки чугуна, включающая железокремниймагниевый сплав,ферросиликобарий, о Т- личающаяся тем, что, с це лью сокраицения расхода сфероидиэирую щей добавки при последующем внутри-, форменном модифицировании, повышения механических свойств высокопрочного чугуна при содержании серы в расплаiae 0,05-0,1% и стабилизации технологического процесса, она дополнительно содержит ферросиликомишметалл при следующем соотношении компонентов вес.%: ., ;л: . . ЖелезокрейЙЯй.магниевый спйав. - - 10-70 Ферросилико. барий5-25 ФерросиликомишметаллОстальное

Известная

50

10

. 40 70

45

Остальное

- -

1 Сравнительные испытания известной и предлагаемой модифицирующей смеси проводят с помосцью комплексной пробы изготавливаемой методом формовки в струю,пвсчано-глинистую форму, Сфвро {Шиэируюций модификатор вводят в per кционную кгилеру, расположенную яу стоямом и полостью формы.Расход модификатора составляет 1-2% от металлоемсости формы. К }нструкция формы позволяет снизить структуру и свойства металла, модифицированного в начале, середине и конце заполнения формы, а также оценить свойства V4eTaJUia в различных сечениях отливки Плавку металла осуществляют в индукционной печи. Применяют исходный чугун/ содержащий, % С 3,4%, Si 2,01; Мп 0(5% при двух уровнях серы 0,05 и 0,10%. Температуру заливки изменяют от 1260 до . . Исходный расплав перед заливкой в форму подвергают предварительной ковиювой обработке известной и предлагаемой мод ифицируияце и смесям с рас ходом, равнЕШ 0,34%; 0,5% от веса расплава при содержании серы в нем О,дБ и 0,1% соответственно. Применение предлагаемой модифицирующей смеси обеспечивает Ьовьаиение свойств отливок и значительную стабиЭшэацию технологического процесса мо дифицирования при неизбежных на практике колебаниях температуры обработки и содержания серы в расплаве. Для низкого содержания серы в исходном расплаве предпочтительно применение модифицирующей смеси, при верхнем содержании ингредиентов в смеси. При повьаоенном содержании серы соответствеиио - при нижнем содержании ингредиентов. Оптимальный состав содержит ингредиенты при среднем содержаний (таб. 1). Расход смеси зависит от содержания серы в исходном расплаве и находится в пределах 0,2-0,6% от веса расплава. В ст| уктуре чугуна, обработанного предлагаемой модифицарупщей смесью, графит имеет форму близкую к шаровидной, тогда как при.менение смеси известного состава не обеспечивает стабильного получения шаровидного графита после сфероидизирующей обработки расплава в линейной формеi Применение предлагаемой смеси для предварительной ковшевой обработки чугуна позволяет также в 1,2-1,5 раза сократить расход магния на внутриформенное модифицнрсвание. Экономический эффект составляет 1,86 руб./т металла.