Модифицирующая смесь Советский патент 1984 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к литейном производству, конкретнее к модифика торам, и может быть использовано дл модифицирования чугуна. Известны лигатуры, применяющиеся для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧ), которые содержат в своем составе магний, кальций, редкоземельные металлы (РЗ железо, кремний, марганец, медь, никель и другие элементы Щ - m Такие модификаторы относятся к тяжелым лигатурам, так как их удельный вес больше удельного веса чугуна. К основному недостатку этих лига тур можно отнести непостоянство их химического состава, вызванное расслоением I компонентов лигатуры при их производстве, а именно железа, марганца, ванадия, углерода и кальция, магния, никеля. Это, в свою очередь приводит к колебаниям хими ческого состава ВЧ, его структуры и механических свойств в отливках, что недопустимо при серийном и массовом их производстве. Известен модификатор, содержащий магний, кальций, РЗМ, коемний и железо 5 . Этот легкий модификатор имеет в своем составе более 50% кремния, который, переходя в чугун при модифицировании, понижает пластические свойства, делая ВЧ заэвтектического состава. Поэтому для обработки чугуна легкими лигатурами необходимо понижать содержание кремния в исходном расплаве, а такая операция невозможна в цехах, производящи литье как из серого, так и из высокопрочного чугунов вагранной плавки или требует дополнительных затрат н замену плавильных агрегатов, реконструкцию цехов по разделению собственного литейного возврата и т.д. Наиболее близкой по технической сущности и получаемому результату к предлагаемому модификатору являет модифицирующая смесь 6j , содержащая, мас.%: Магний Силикокальций Силикомишметалл Графит Карналлит Фе рро с илиций Остальное В связи с тем, что наполнителем (основной) модицифирующей смеси является ферросилиций, который для получения смеси необходимо дробить, стоимость смеси повышается, что, в свою очередь, сказывается на себестоимости получения ВЧ, С другой стороны, наличие ферросилиция способствует повышению содержания кремния в ВЧ, который в количестве более 3,3% уменьшает пластические свойства чугуна, ВЧ становится хрупким. Графит в составе смеси ускоряет процесс взаимодействия чугуна с модификатором за счет повышения теплопроводности последнего, что вызывает, несоответствие времени заполнения ковша с временем реагирования чугуна со смесью. Это несоответствие в свою очередь вызывает ухудшение качества литья по форме графита. Целью изобретения является снижение себестоимости и повьшгение пластических свойств чугуйа. Поставленная цель достигается тем, что модифицирующая смесь для получения высокопрочного чугуна, содержащая магний, Силикокальций и силикомишметалл, дополнительно содержит чугунную стружку и плавиковый шпатпри следующем соотношении компонентов, мас.%: Магний 4-12 Силикокальций 10-20 Силикомищметалл 6-30 Плавиковый шпат 2-6 Чугунная стружка Остальное Замена ферросилиция чугунной стружкой позволяет снизить себестоимость модифицирующей смеси за счет устранения операции по дроблению ферросилиция, а также увеличить пластичность ВЧ в связи с тем, что в чугун вводится меньше кремния. Содержание в смеси плавикового шпата объясняется наличием в ее составе чугунной стружки. Плавиковый шпат компенсирует увеличение объемной концентрации магния при замене ферросилиция на чугунную стружку, так как удельный насыпной вес чугунной стружки выше удельного насыпного веса ферросилиция, что позволяет стабилизировать процесс модифицирования чугуна. Нижний предел содержания плавикового шпата соответствует максимальному пределу силикокальция или силикомишметалла, а верхний его уровень минимальному содержанию силикокальция и силикомишметалла.

При содержании плавикового шпата меньше .указанного предела процесс модифицирования становится быстротечным, так как объемная концентрация магния в смеси увеличивается, а при содержании его вьпие указанного предела в смеси происходит неполное срабатывание модифицирующей смеси, а затем при достижении равенства скоростей теплоприхода от жидкого металла и тепловыделения смеси за счет окисления магния происходит бурная реакция взаимодействия смеси с чугуном. Степень усвоения магния при этом низкая

Более высокое содержание силикомишметалла в смеси по сравнению с известной необходимо для подавления деглобуляризаторов, повьппенное содержание которых имеет место в чугунах вагранной плавки. При содержании силикомишметалла более-30% форма графита в структуре чугуна ухудшается.

Для определения оптимального состава предлагаемой смеси исследованы структуры, химсостав и механические свойства ВЧ по сравнению с известной смесью.

Чугун выплавлялся в шеститонной вагранке, химсостав которого.был

следующим, %: С 3,36; 5i 2,46; Мп 0,6; 5 0,1; Р 0,1. Температура выпука составляла 1380t20 c.

Механическая смесь фракцией не более 5 мм изготовлялась простым перемешиванием ее компонентов. Расход предлагаемой и известной смесей составлял 2% от веса жидкого чугуна. Модифицирование чугуна проводили в ковше.

ВЧ разливали по формам с приливными пробами с толщиной стенки равной бО g4, из них вырезали образцы для химического, структурного анализов, а также для механических испытаний.

Компонентный состав модифицирующих смесей приведен в табл. 1.

Содержание остальных элементов в чугуне находилось в пределах, %: С 3,10-3,36; Ми 0,6-0,7; 5 0,010,025; Р 0,08-0,1.

Химический состав, структура и механические свойства ВЧ приведены в табл. 2.

Сравнительные испь1тания показали что модифицирование чугуна предлагаемым модификатором по сравнению с известным обеспечивает увеличение пластических свойств в 1,5-4 раза.

Таблица 1

МОДИФИЦИРУКЩАЯ СМЕСЬ для получения высокопрочного чугуна, содержащая магний, силикокальций и силикомишметалл, отличающаяся тем, что, с целью повышения пластических свойств чугуна и снижения его. себестоимости, она дополнительно содержит чугунную стружку и плавиковый шпат при следуняцем соотношении компонентов, мас.%: 4-12 Нагний 10-20 Силикок альций 6-30 Силикомишметалл 2-6 Плавиковый шпат Остальное Чугунная стружка

Предлагаемая смесь

5 6

5

Остальное

10 16 20

20 30 36

25 Известная смесь

16

1 2 4 6 8

«,

10 Остальное