Модификатор чугуна для отливок Советский патент 1989 года по МПК C22C35/00 

а кремнийсодержащий ферросплав, содержит дополнительно 3-4 мае.% магния и 2-8 маеЛ РЗМ,

Использование в составе предлагаемого модификатора в качестве крем- нийсодержащего ферросплава ферросилиция с 3-4 мас.% магния, 2-8 мас.% редкоземельных металлов позволяет

ПОВЫСИТЬ еГО МОДИФИЦИРУЮЩИЙ ЭффеКТ,

обеспечивает улучшение структуры металлической основы чугуна и включений графита и их однородности по сечению раэностенных и толстостенных отливок.

При увеличении содержания ферро- силикомагниевого сплава с 2-8 мас.% редкоземельных металлов выше 80мас.% и, следовательно, при уменьшении содержания порошка графитированных электродов в составе предлагаемого модификатора ниже 20 мас.% понижается модифицирующий эффект, особенно графитизирующая способность модификатора, и предложительность его сох- ранения, увеличиваются склонность чугуна к отбелу и неоднородность структуры и свойств металла по сечению разностенных отливок вследствие внесения в жидкий чугун недостаточно го количества готовых зародышевых центров для кристаллизации графита и повышенного количества магния и редкоземельных металлов, способствующих образованию структурно свободного цементита и кромочного отбела в отливках.

При уменьшении содержания ферро- силикомагниевого сплава с 2-8 мас.%

редкоземельных металлов ниже 60мае,%

и, следовательно, при увеличении содержания порошка графитированных электродов в составе предлагаемого модификатора выше 40 мас.% понижается прочность модифицированного чугун и возрастает неоднородность структуры и свойств чугуна по сечению раэностенных отливок вследствие введения в жидкий чугун избыточного количества углерода, укрупнения включений графита, ухудшения их формы и распределения, увеличения количества включений графита и ферритиза- ции металлической основы.

При использовании ферросиликомаг- ниевого сплава с концентрацией редкоземельных металлов выше 8 мас.% в составе предлагаемого модификатора повышается склонность чугуна к от

Q

5

0 5 Q

„

U

5

0

5

белу, появляется структурно свободный цементит, особенно в тонких сечениях и кромках отливки, что приводит к увеличению неоднородности структуры и свойств чугуна по сечению разностенных отливок.

При использовании кремнийсодержа- щего ферросплава с концентрацией редкоземельных металлов ниже 2 мас.% в составе предлагаемого модификатора повышаются неоднородность структуры и свойств чугуна по сечению разностенных отливок вследствие излишнего графитизирующего действия модификатора: в металлической основе чугуна появляется феррит и в тем большем количестве, чем толще стенка отливки, включения графита изменяются по размерам от 25 до 360 мкм, возрастает их количество, вследствие чего увеличивается неоднородность свойств чугуна по сечению отливок.

В составе модификатора для чугуна используются материалы в следующем виде: порошок графитированных электродов (ТУ 01-17-68) с частицами размером менее 1 мм, ферросиликомагние- вый сплав с 2-8 мас.% редкоземельных металлов марок ФСМгЗ и ФСМг4 (ТУ 14- 5-134-86) с частицами размером 1 - 2 мм.

Модификатор для чугуна приготавливается отвешиванием расчетных доз компонентов в соответствии с предложенным количественным соотношением и в зависимости от массы обрабатываемого расплава.

Эффективность действия модификатора выявляется на чугуне с 3,15 - 3,25 С, 1,70-1,88% Si; 0,45-0,52% Мп; до 0,1% Р; до 0,08% S, выплавленным в индукционной печи и нагретым до 1450±10°С, а затем охлажденным до 1400°С. Модифицирование проводится в струе или в ковше при сливе жидкого чугуна из печи присадкой модификатора в количестве 0,3% от массы жидкого чугуна.

В таблице приведены составы предлагаемого и известного модификаторов и свойства чугуна после его обработки испытанными составами.

Эффективность предлагаемого и известного составов модификаторов оценивали: по показателям предела прочности при растяжении G g и изгибе Gn цилиндрических образцов диаметром 30 мм и длиной 340 мм, по струкпробах сечением 10, 20, 40 и 60 величине отбела Ь0 клиновой проб размером мм, заливаемой стержневую форму с металлической той, и по продолжительности сохрния модифицирующего эффекта.

Предлагаемый модификатор чугуна по сравнению с известным, характеризуется более высоким модифицирующим эффектом, выражающимся в повышении предела прочности при растяжении на 16-25% и однородности структуры металлической основы и включений графита, уменьшении разброса твердости чугуна по сечению раэностеиных и толстостенных отливок (10-60 мм) примерно в 6-8 раз, и увеличении продолжительности сохранения модифицирукйцего эффекта в 1,5-2,0 раза, может использоваться при производстве широкой номенклатуры отливок деталей с высокими эксплуатационными свойствами (прочностью, износостойкостью), так как позволяет надежно устранять от- бел в тонких сечениях отливок и подавлять ферритизацию в толстых сечесвойства чугуна.

Формула изобретения

Модификатор чугуна для отливок, включающий углеродсодержащий и крем- нийсодержащий материалы, о т л и- чающийся тем, что, с целью повышения изотропности структуры и механических свойств чугуна в расно- стенных отливках, в качестве угле- родсодержащего материала используют порошок графитированных электродов, кремнийсодержащего материала - фер- росиликомагниевый сплав с РЗМ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Порошок графитированных электродов20-40 Ферросиликомагниевый сплав с РЗМ60-80 причем Ферросиликомагниевый сплав с РЗМ содержит, мас.%:

Магний РЗМ

Кремнийсодер- жащий ферросплав

3-4 2-8

Остальное

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам модификаторов чугуна с пластинчатым графитом. Цель изобретения - повышение изотропности структуры и механических свойств чугуна в разностенных отливках. Модификатор чугуна содержит кремнийсодержащий ферросплав и порошок графитированных электродов при следующем соотношении компонентов, мас.%: порошок графитированных электродов 20-40, кремнийсодержащий ферросплав 60-80, а в составе кремнийсодержащего ферросплава содержит @ 3-4 мас.%MG и 2-8 MAC.% РЗМ. Дополнительный ввод в состав кремнийсодержащего ферросплава 3-4 мас.%MG и 2-8 мас.% РЗМ и использование в качестве углеродсодержащего материала порошка графитированных электродов позволяет в 6-8 раз снизить разброс данных по твердости в разностенных отливках. Использование изобретения наиболее целесообразно при производстве разностенных с массивными частями отливок базовых деталей металлорежущих станков, к которым предъявляются повышенные требования по структуре и свойствам чугуна, их стабильности и однородности по сечению отливок. 1 табл.

6

(прототип)

33

67

250

14795448

Продолжение таблицы

Редактор Т.Лазаренко

Составитель А.Бармыков

Техред М.Дидык Корректор И.Эрдейи

Заказ 2507/27

Тираж 577

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская, наб., д. 4/5

«М - ta. ..- - - --..-.--«.

Производственно-издательский комбинат Патент, г.Ужгород, ул. Гагарина,101

Подписное