Способ модифицирования высокопрочного чугуна Советский патент 1983 года по МПК C21C1/10 

О О) ND

N0

Ь Иэобретег-ие относится к металлур гйи, конкретнее к технологии производства отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ) и может быть использовано при массовом производстве ответственных отливок в авт отракторостроении и других областях машиностроения. Известен способ модифицирования ВЧШГ, включающий ковшевую обработку расплава магнием. Обработка расплава магнием позволяет изменить пластинчатую форму графита на шаровидну и тем самым существенно повысить ме ханические свойства.спдавов ClJ.. Однако этому способу присуще низ кое усвоение магния (20 - 40%) . При этсял процесс: сопровождается бурными пылегазовыми выбросами в атмосферу цеха и мощным пироэффектом. Низкое . усвоение магния приводит к перерасходу добавок, что усложняет и удоро жает процесс, делает его нестабильным, продукты окисления магния, поп дая в отливку, снижают качество металла, образуя так называемые ные пятна в изломах отливок. Наиболее близким к изобретению по-технической сущности и достигаемому эффекту является способ модифицирования ВЧШГ (так называемый сэндвич-процесс), который включает обработку жидкого чугуна в открытом ковше магнийсодержащей присадкой, пригруженной стальными отходами С2.. Однако при этом в процессе обработки наблюдаются пироэффект и пьшегазовке выбросы. Для получения требуемого остаточного содержания магния (0,05-0,06%) расход лигатуры, содержащей 6-7% магния, составляет 2,5-3,0% от массы расплава, т.е. имеет место низкое усвоение магния (в пределах 30-40%).Существенные теплопотери при обработке (80-120°С) усложняют технологию. Образующийся в результате горения магния на поверхности ковша шлак не обходимо скачивать. При этом вследствие загрязненности сплава окислами магния и нестабильности остаточного содержания сфероидизгътора ухудшается качество металла в отливках. Цепь изобретения - сокращение пылегазовыделений при обработке, устранение пироэффекта, снижение расхода присадки и повышение качества металла. Указанная цель-Достигается тем, что согласно способу модифицирования .высокопрочного, чугуна, включающему обработку маг нийсодержащей присадкой жидкого чугуна в открытой емкбсти, с бработку ведут под слоем защитного газа с плотностью, превьшгиощей плотрость воздуха более,-чем в 3 раза. При этом в качестве защитного газа используют шестифтористую серу. Применение тяжелого защитного газа с плотностью, превышающей плотность воздуха более, чем в 3 раза, позволяет полностью изолировать открытую поверхность металла в ковше (либо в печи) от доступа кислорода возд5ха. Соотношение плотностей защитного газа и воздуха более 3 определяется необходимостью исключения конвективного выноса защитного газа с поверхности расплава под его тепловым воздействием. Известно,что плотность газов при нагревании снижается. В приближении идеального газаt О 1+flt где р, - плотность газа, нагретого до t °С; PQ - плотность газа при fi - коэффициент, равный 1/273. Вследствие низкой теплопроводности нагрев слоев газа, прилегающих непосредственно к поверхности расплава с температурой до 1400с, не превышает GOO-700°C, Следовательно, трехкратного превышения плотности защитного газа по сравнению с воздухом вполне достаточно для исключения конвективного выноса его и защиты поверхности расплава от кислорода воздуха, JЗащитный газ может вводиться в ковш (либр печь) до обработки или совместно с магнийсодержащей присадкой. Помимо указанной плотности защитный газ должен иметь значительную химическую инертность, т.е. не разлагаться и не взаимодействовать с воздухом при нагревании до температур порядка 800°С. Защитный газ также должен быть не токсичным.Этим требованиям в полной мере удовлетворяет шестифтористая сера. Плотность шестифтористой серы превышает плотность воздуха в 5 раз, этот, газ не взаимодействует с кислородом воздуха и не разлагается до температуры , не токсичен. Пример. Для получения ВЧШГ состава, %: С 3,4-3,6; Si 2,0-2,7; МП 0,1-0,3 и S 0,03-0,05 плавка велась в индукционной печи ЛПЗ-67. Модифицирование осуществляли в ковше лигатурой типа ЖКМКб (7% Мд) известным способом (сэндвич) и предлагаемым. По предлагаемому способу перед заполнением ковша расплавом загружали в него лигатуру и вводили защитный газ (шестифтористую серу). При обработке известным способом наблюдсшись пироэффект и бурное пылега зовыде лени е. Минимальный расход лигатуры для получения ВЧШГ составил 2.7%. В отливках наблюдались неметаллические включения, что существенные колебания ударной вязкость (1,5 - 5,0 кгм/см2) и относительного удлинения (1,5 - 4%) ВЧШГ. По предлагаемому способу процесс осуществлялся без пироэффекта с минимальным количеством пылегазовых выбросов. Расход лигатуры сократилс до 2,0%. Свойства ВЧШГ повысились и стабилизировались (ударная вязкости 4-6 кгм/см 2, относительное

удлиненна 4 - 6%). За счет примёне- ния защитного газа существенно упростилась технология обработки.

Предлагаемый способ может найти широкое применение .при производстве

ВЧШ1 в литейных цехах. По сравнению с известным прёдлагаек&гй способ обеспечивает только за счет сокращения расхода лигатуры снижение себестоимости литья н{1 4-7 руб/т жидкого

чугуна.

1. СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА, включающий обработку магнийсодержащей присадкой жидкого чугуна в открытой емкости, отличаюцийс я тем, что, с целью сокращения пылегазовыделений при обработке, устранения пироэффекта, снижения расхода присадки и повышения качества металла, обработку ведут под слоем защитного газа с плотностью) прев1шаюшей плотность воздуха более, чем в 3 раза. 2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве защитного газа используют шестифтористую серу.