Модифицирующая присадка для чугуна Советский патент 1986 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам модифицирующих присадок для высокоуглеродистых сплавов железа, выплавленных в вагранках, и может быть использовано в массовом производстве для из готовления тонкостенных отливок, получаемых литьем в постоянные формы. Цель изобретения - повышение скорости растворения модифицируюшей при садки снижение температуры плавления и уменьшение склонности чугуна к отбелу. Пример. Технология получения модифицирующей присадки включает расплавление в индукционной печи алюминия и ввод в расплав.лигатур типа ЖКМК6 и ФСЗОРЗМ. Процент усвоения ком понентов при плавке составляет 85 .95 мас.%. Для проведения сравнительных испытаний известного и предлагаемого модификаторов выплавляют чугун и исследуют его химический состав, мас.% углерод 3,4; кремний 1,9; марганец 0,6; хром 0,08; фосфор 0,12; сера 0,09. Технология модифицирования вкл чает расплавление чугуна в индукцион ной печи, выдержку до 1300 С, ввод модифицирующей присадки в ковшв количестве 0,2% от массы расплава и за ливку образцов. Пределы содержания компонентов мо дифицирующей присадки выбираются исходя из требований, сформулированньк в цели изобретения, РЗ цериевой группы оказывают большое влияние на формирование структуры и свойств чугуна. Уменьшая переохлаждение жидкого расплава значительно измельчаются дендриты первичного аустенита, в период эвтектической кристаллизации при изменении переохлаждения эвтектики за счет образования группировок, ЯВЛЯЮЩ)г1ХСЯ центрами кристаллизации графита, рез ко увеличивается количество эвтектических зерен. Особенно сильно характер данного графитизирующего явления проявляется при комплексном вводе в расплав РЗМ, кальция и магния за счет образования эффективной с точки зрения каталитической активности взвеси тугоплавких комплексных соединений, Минимальное содержание РЗМ (5 мас.%) является необходимым для достижения определенной величины модифицирующего действия и максимального э4)фекта снятия отбела при затвердевании чугуна в металлической форме. Максимальное содержание (10 мас.%)РЗМ выбрано исходя из отсутствия последующего положительного эффекта. Кальций обладает большим химическим сродством к сере и кислороду, связывает их в устойчивые соединения . Нижний предел по содержанию кальция 0,3 мас.% обеспечивает достаточный уровень рафинирования сплава при минимальном его расходе. Верхний уровень (1,5 мас.%) Са должен гарантировать хорошую растворимость лигатуры в чугуне. При содержании кальция более 1,5 мас.% появляется эффект -шлакования модификатора и значительного ухудшения процесса его растворения. Магний действует аналогично кальцию в плане измельчения первичной структуры чугуна.. Магний существенно повьшхает эффективность действия РЗМ и кальция. Пластины графита становятся короче, толщина их увеличивается. Пределы содержания выбраны экспериментально с помощью математического метода планирования эксперимента. Нижний предел (0,7 мас.%) выбран исходя из эффективности графитизируюЩего воздействия, верхний (1,4 мас.%)ввиду дальнейшего незначительного усиления эффекта. Марганец в количествах 0,5 3,0 мас.% является сопутствующим железу. Увеличение марганца в сплаве свыше 3 мас.% повьш1ает температуру плавления модификатора. Кремний в модификаторе находится в пределах 15-20 мас.% и обеспечивает оптимальную графитизирующую обработку расплава и его удовлетворительную растворимость. При увеличении содержания кремния более 20 мас.% в структуре чугуна появляются включения ферита. Алюминий в пределах 40-60 мас,7„ является металлической основой модификатора., которая характеризует температуру его плавления, усвоение расплавом. Как элемент, вводимый в чугун, оказьшает положительное влияние на степень раскисления чугуна и снятие отбела. Приготовление сплава на основе алюминия позволяет снизить температуру плавления модификатора на 230-400с. 3 Железо является сопутствующим эле ментом, попадающим в состав лигатуры с составляющими компонентами. Таким образом, компоненты модификатора, активно взаимодействуя с жид ким расплавом, оказывают эффективное рафинирующее действие, способствуют протеканию процесса эвтектической кристаллизации по стабильной диаграмме, ликвидирует отбел в отливках, получаемых литьем в кокиль и в целом модификатор хорошо растворяется в жидком металле, имеет высокий коэффициент усвоения составляющих компонентов и способствует сохранению модифицирующего действия чугуна в течение продолжительного времени. Склонность сплава к отбёлу исследуют на клиновой-пробе, установленйой на холодную стальную плиту. Составы известного и предлагаемого модификаторов, содержащие составляющие компоненты на различных уровнях, и результаты исследования их влияния на свойства представлены в таблице. Из таблицы видно,.что модифицированный чугун присадкой предлагаемого состава более технологичен в условиях получения и заливки металла с низкой температурой в металлические формы. Время действия модификатора на расплав увеличивается 56 4 примерно в 2-2,5 раза. Растворение известного и предлагаемого модификаторов в чугуне оценивают по следующей методике. Для этого изготавливают цилиндрические образцы диаметром 30 и высотой АО мм. Образцы опускают в расплав и выдерживают различное время, фиксируя полное время растворения. Модификатор предлагаемого состава растворяется примерно в 5-10 раз быстрее известного. Формула изобретения Модифицирующая присадка для чугуна, содержащая кремний, марганец, : редкоземельные металлы (РЗМ), алюминий, кальций, магний и железо, отличающаяся тем, что, с целью повьшения скорости ее растворения, снижения температуры плавления и уменьшения склонности чугуна к отбелу, она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%: . Кремний15-20 Марганец0,5-3,0 РЗМ5-10 Алюминий40-60 Кальций0,3-1,5 Магний0,7-1,4 ЖелезоОстальное

Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам модифицирующих присадок для высокоуглеродистых сплавов железа, выплавленных в вагранках. Цель изобретения - повьппение скорости растворения модификатора, снижение температуры плавления и уменьшение склонности чугуна и отбелу. Новая модифицирую-: щая присадка содержит, мас.%: кремний 15-20; марганец 0,5-3,0; редкоземельные металлы 5-10; алюминий 4060; кальций 0,3-1,5; магний 0,7-1,4, S железо - остальное. Поставленная сл цель достигается путем изменения количественного соотношения компонентов. 1 табл. :п

Известный

Средний

29

Предлагаемый

Вьше верхнего 20,5 3,5

3,5 2,0 2,0 2,0 0стальное

АО0,3

0,7- 500,8

М- 601,5

0,5- 611,8

2,0- Примечание. Величина отбела

Продолжение таблицы иемодифицированного чугуиа 20 мм.