Модифицирующая смесь Советский патент 1987 года по МПК C21C1/10 

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам смесей для получения высокопрочного чугуна с шаровидной формой включений) графита, и может быть использовано при производстве качественных отливок в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении .

Целью изобретения является снилсе- ние склонности чугуна к отбелу в тонкостенных отливках, уменьшение себестоимости сфероидизирующей обработки чугуна и утилизация отходов производства первичного магния.

Предлагаемая смесь содержит обогащенный магниевый шлам и ферросили- кобарий при следующем соотношении ингредиентов, мас.%:

Обогащенный магниевый шлам10-50 Ферросиликобарий Остальное Магниевый шлам представляет собой пшакометаллическую фазу, состоящую из покровных флюсов (в основном MeCl которыми защищается зеркало расплава при рафинировании чернового магния, и частиц металлического магния, запутавшихся в шлаке. Содержание металли ческого магния в шламе достигает 15% После обогащения доля магнийсодержа- щего реагента в шлаке может достигать 85%. Обогащенный магниевый шлам состо- ит из следующих компонентов, мас.%: Магний активный 35-85 Окись магния 1,0-25 Хлориды щелочных

и щелочноземельных

металловОстальное

При использовании в качестве маг- нийсодержащего реагента обогащенного магниевого шлама достигается утилизация отходов производства первичног магния. Присутствие в составе шлама окиси магния позволяет создать больше дополнительных центров кристаллизации, на которых происходит вьзделение графита, что снижает отбел отливок. Уменьшению отбела также способствует наличие в составе магниевого шлама соединений хлора с натрием, магнием, кальцием и калием. Хлористые соединения в процессе модифицирования барботируют расплав, вызывая образование тонкодисперсного равномерно распределенного графита взамен более крупньк включений графи

b

10

15

0

; 25 о g

0

5 п

5

та в чугуне, обработанного модифицирующей смесью, не содержащей хлориды. Барботаж расплава Также способствует рафинированию расплава от вредных примесей (S, О, N).

Нижний предел содержания обогащенного магниевого шлама в составе смеси (10%) обусловлен достижением степени сфероидизации графита не менее 80% в отливках с толщиной стенки 10 мм при расходе смеси 1,2% от веса расплава. Верхний предел содержания обогащенного магниевого шлама в смеси (50%) ограничен сильным пироэффектом при модифицировании.

Для подавления образования структурно-свободного цементита в отлив- jcax с толщиной стенок менее 10 мм в смеси используют ферросиликоба- рий, которьй содержит следующие компоненты, мас.%:

Кремний45-75

Барий2-12

ЖелезоОстальное

Варий при содержании 2-12% не ухудшает растворимость ферросплава и способствует полному снятию отбела. Кроме того, барий усиливает рафинирующий эффект магния, связывая серу и примеси.

Нижний предел содержания ферро- силикобария в смеси установлен полным снятием отбела в отливках. Верхний предел ограничен ухудшением растворимости сплава, отсутствием дальнейшего приращения графитизирующего эффекта, удорожанием модифицирующей смеси и появлением в отливках структурной неоднородности, вызванной ликвацией кремния.

П р и м е р . При проведении сравнительных испытаний модифицирующих смесей известного и предлагаемого составов определяют глубину отбела образцов и степень сфероидизации графита. Форму изготавливают из песчано- глинистой смеси и заливают с постоянной скоростью при температуре 1400 С. Модифицирующую смесь помещают в реакционную камеру, расположенную в полости литейной формы между ртояком и шлакоуловителем. За шлакоулавливающим элементом располагают для вьфезки образцов на механические испытания пробу и клиновидные пластины толпщной 10,6 и 3 мм и высотой 50 мм - для металло 1331

графических исследований и изучения отбела.

Шихту плавят в индукционной печи с ЛПЗ-67 с кислой футеровкой тигля. Температуру металла замеряют термопарой погружения ППР, Для получения высокопрочного чугуна используют базовый расплав следующего состава, мас.%:|0 С 3,4-3,6; Si 2,0-2,6; Мп 0,3-0,6; Р 0,05-0,08. Содержание серы в расплаве 0,04%.

Содержание компонентов в обогащенном магниевом шламе и ферросиликобарии взято на среднем уровне содержания ингредиентов в их составе.

Как видно из таблицы, применение , предлагаемой модифицирующей смеси обеспечивает получение в сечениях с g толщинами стенок от 3 до 10 мм минимальной глубины отбела по сравнению с известной смесью. В образцах для механических испытаний структура чугуна, обработанного известным смесе- вым модификатором, содержит до 40% перлита и 10% цементита, в то время как чугун, полученньй с помощью предлагаемой смеси, имеет в литом состоянии практически полностью.фер- ритную структуру металлической основы. .

Применение предлагаемой модифицирующей смеси по сравнению с из95

Глубину отбела оценивают по излому клиновидных проб, структуру и форму графита - по степени его сфероидиза- ции.

Опытные плавки с применением предлагаемой смеси осуществляют на нижнем, среднем и верхнем, а также ниже нижнего и выше верхнего пределах содержания компонентов в смеси. Результаты проведенных плавок с использованием известной и предлагаемой модифицирующих смесей представлены в таблице.

вестной позволяет снизить стоимость процесса модифицирования.

При изготовлении известной и предлагаемой смесей применяют следующие компоненты: магний гранулированный МгП1, ферросилиций ФС75, ферросилиций с повьш1енным содержанием бария ФС64Ба12 и обогащенный магниевый шлам титано-магниевого комбината.

Технология изготовления смеси заключается в дроблении, взвешивании и перемешивании компонентов. Технология применения смеси включает за- сьшку ее в реакционную камеру и последующую заливку формы жидким металлом .

5

Предлагаемый состав смеси прошел опытно-промьшшенное опробование при изготовлении отливки стакан подшипника трактора ДТ75МП,

Формула из-обретения

Модифицирующая смесь, содержащая магиийсодержащий реагент и кремний- содержащий сплав, отличающаяся тем, что, с целью снижения склонности чугуна к отбелу в тонРедактор И. Егорова

Составитель К. Сорокин Техред В.Кадар

Заказ 3769/23Тираж 549

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва. Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4

1331895

костенных отливках, уменьшения себестоимости сфероидиэирующей обработки чугуна и утилизации отходов производства первичного магния, в качестве магнийсодержащего реагента применяется обогащенный магниевый шлам, а в качестве кремнийсодержащего сплава - ферросиликобарий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Обогащенный магниевый шлам10-50

Ферросиликобарий Остальное

Корректор В. Гирняк

Подписное

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам смесей для получения высокопрочного чугуна с шаровидной формой включений графита, и може т-быть ис- пользовано при производстве качественных отливок в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении. Целью изобретения является снижение склонности чугуна к отбелу в тонко- стенньрс отливках, уменьшение стоимости сфероидизирующей обработки чугуна и утилизация отходов производства первичного магния. МодифицИ рующая. смесь содержит мас.%: обо- гащенньй магниевый шлам 10-50 и ферросиликобарий - остальное. Применение предлагаемой модифицирующей смеси обеспечивает получение в от- ливках с толпщнами стенок 3-10 мм минимальной глубины отбела и позволяет почти в два разя снизить стоимость сфероидизирующей обработки чугуна. 1 табл. (Л 00 со эо со ел