Лигатура Советский патент 1984 года по МПК C22C35/00 

СО

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к лигатура для модифицирования чугуна.

Для модифицирования литейного чугуна, предназначенного для отливк изделий с большой поверхностной площадью (например чугунных ванн, канализационных труб, изложниц и т.д применяют ферросилиций марок ФС25, ФС45 lj.

Недостатки применяемых ферросплавов заключаются в том, что при их использовании в чугунных отливках (канализационные трубы, изложницы и т.д.) наблюдается поверхностный отбел, низкая плотность чугуна и неудовлетворительная обрабатываемость.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является лигатура zl, содержащая, мае.%:

Кальций6-9,5

Железо .2-15

Кремний2-15

РЗМ 1,5-6

Магний3,12

Углерод0,15-0,45

АлюминийОстальное

Недостатки такой лигатуры эаключаются в наличии отбела поверхностн слоев изделий (канализационных труб изложниц и т.д.), низкой плотности чугуна и неудовлетворительной обрабатываемости изделий (например, изложниц) .

Цель изобретения - повьшечие плоности чугуна, улучшение его обрабатваемости при одновременном снижении склонности чугуна к отбелу.

Указанная цель достигается тем, что лигатура, содержащая кальций, железо, алюминий, магний, углерод, РЗМ и кремний, дополнительно содерж титан и барий при следующем соотнош НИИ компонентов, мас.%:

Кальций6-20

Железо20-40

Алюминий0,5-5,0

Магний0,1-4,0

Углерод , 0,01-0,1 РЗМ0,1-4,0

Титан0,5-10

Барий0,2-2,0

КремнийОстальное

Сущность изобретения заключается в том, что дополнительно вводимые в состав лигатуры ингредиенты (титан

0,5-10 мас.% и барий 0,2-2 мас.%) оказыв,ают графитизирующее действие н углерод чугуна с образованием карбидов титана и карбидов бария. Титан также образует с азотом нитрид титана (р 5,43 кг/м), с кислородом оксиды титана ( р 4,6 кг/м) и TiO, ( р 4,2-4,3 кг/м). Кроме того с кислородом, водородом, азотом и углеродом титан образует растворы типа внедрения. Барий образует с кислородом окись бария ( О 5,98 кг/м а в твердом состоянии связывает водород.

Указанные неметаллические включен имеют параметры кристаллической решеки, близкие к параметрам решетки графита, ПОЭТОМУ МОГУТ Я-ВЛЯТЬСЯ ПОПОЛ- ,

нительными центрами кристаллизации граЛитньпс включений, вызывая их измельчение , что приводит к снижению отбеленности поверхностных слоев отливо с:.

Взаимодействуя с газами, находящимися в свободном состоянии в жидком расплаве чугуна, неметаллические включения, плотность, .которых колеблется от 4,2 до 5,98 кг/м, т.е. меньше плотности расплава, всплывают тем самым снижая газосодержание и повышая плотность чугуна. Всплытие неметаллических включений обеспечивается также барботажем ванны расплава в ковше, вызванным парами окиси. магния.

Обрабатываемость чугуна в значительной мере зависит от его структуры, конкретнее от степени графитизации. Введение в состав предлагаемой лигатуры титана и бария способствует графитизации углерода чугуна с одной стороны и увеличению ферритной составляющей с другой. Это приводит к снижению твердости металлической основу и улучшению обрабатываемости чугуна.

Выбор предельных значений вводимых в состав предлагаемой лигатуры ингредиентов обусловлен следующим. Ниже нижнего уровня титан и барий . , (0,5 мас.% и 0,2 мас.% соогветственно) не проявляют должного графитизирующего действия в расплаве на углерод чугуна т.е. не могут способствовать устранению отбела. При увеличении содержания титана в предлагаемой лигатуре более 10 мас.% появляются карбиды титана в металлической осно3

ве чугуна, что приводит к ухудшению обрабатываемости. Введение в состав предлагаемой лигатуры бария больше 2 мас.% является экономически нецелесообразным, так как.стоимость 1 мас.% бария и лигатуре составляет 102 руб.

Предлагаемый состав лигатуры получают сплавлением ферросплавов или йосстановительной плавкой в электропечи. Титан и барий в количестве 0,5-10 и 0,2-2 мас.% соответственно задают в расплав в виде металлов или ферросплавов. Потери на угар незначительны (до 1%). Полученную лигатуру измельчают на щековой дробилке до фракции 5-50 мм. Предлагаемую лигатуру вводят в жидкий чугун в количестве 0,06-0,t% от веса металла. Лигатура постепенно усваивается чугуном и ее компоненты равномерно распределяются в объеме жидкого металла.

319174

Приме р. Испытания предлагаемого состава лигатуры производят при отливке канализационных труб и изложниц. Исследуют влияние предла- гаемого состава лигатуры на устра, няемость огбела, плотность (газосодержание чугуна) и обрабатываемость изделий.

Химические составы известной и JQ предлагаемой лигатур представлены в .табл. t; свойства чугуна, получённс)го при использовании лиг.атур, представлены в табл. 2.

15 По данным табл. 1 и 2 следует, что предлагаемый состав лигатуры устраняет отбел, повышает плотность за. счет снижения газосодержания чугуна и улучшает обрабатываемость

2Q изделий.

Экономический эффект от внедрения предлагаемого состава лигатуры составляет 10 тыс.руб. в год.

ЛИГАТУТА, содержащая кальций, железо, алюминий, магний, углерод, редкоземельные металлы и кремний, отличающаяся тем, что, с целью повышения плотности чугуна, улучшения его обрабатываемости и снижения склонности чугуна к отбелу, она дополнительно содержит титан и барий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Кальций6-20 Железо20-40 Алюминий0,5-5,0 Магний0,1-4,0 Углерод0,01-0,1 Редкоземельные 0,1-4,0 металлы 0,5-10 Титан 0,2-2,0 Барий Остальное Кремний