Модификатор-брикет Советский патент 1990 года по МПК C22C35/00 C21C1/10 

Изобретение относится к металлургии, в частности к разработке составов брикетируемых модификаторов для получения высокопрочного чугуна преимущественно при внутриформенном модифицировании.

Цель изобретения - повьшение прочности брикета. Поставленная цель достигается тем, что модифицирующий брикет, содержащий магний, плавиковый шпат и ферросплав, дополнительно содержит железо, а в составе ферросплава дополнительно содержится магний, при следующем соотношении компонентов , мае. %:

Магний 3-15

Плавиковый шпат 0,3-4

Ферросплав 40-85

ЖелезоОстал1}Ное

причем ферросплав содержит, мас.%: магний 3-12, кальций 0,3-4,8, РЗМ 0,1- 2,6, кремний 40-60, железо остальное.

Пределы содержания в брикете магния выбраны для обеспечения высокого усвоения его в чугуне и гарантированного получения графита шаровидной формы. При содержании магния менее 3% брикет имеет низкую механическую прочность, а при более 15% этого элемента растворимость брикета повьпаается и усвоение магния снижается.

Магний, являясь пластичной составляющей, играет также роль связующего брикета, образуя в нем каркас.

СП

X

эо | :о

Содержание плавикового шпата менее 0,3% недостаточно для заметного улучшения растворимости брикета из-за малого количества образующихся легкоплавких соединений, а при содержании более 4% плавиковьй шпат ухудшает прессуемость и механическую прочность брикетов, а также способствует образованию засоров отливки неметаллическими включениями.

Содержание в ферросплаве указанных элементов яйляется оптимальным в отношении повьшения прочности и улучшения растворимости брикета в чугуне при внутриформенном модифицировании. При этом магний, кальций, РЗМ и кремний, входящие в состав ферросплава, образуют ряд фаз, в том числе комплексный силицид, благодаря чему прессуемость брикета улучшается При содержании в ферросплаве менее 3% магния, более 4,8% кальция, более 2,6% РЗМ, менее 40% кремния растворимость брикета в чугуне при модифицировании в форме снижается, а при отклонении концентраций в ферросплаве этих элементов от оптимальных в другую сторону (магния более 12%, кальция менее 0,3%, РЗМ менее 0,1%, кремния более 60%) комплексный силицид не образуется и прочность брикета ухудшается.

Ферросплав в составе брикета имеет фракционный состав менее 1 мм и является отходом дробления лигатур, используемых при внутриформенном модифицировании. При содержании менее 40% ферросплава прочность брикета при сравниваемой пористости практически не повьппается, а растворимость ухудшается,что связано с большим содержанием железа; при более 85% ферросплава в брикете растворимость последнего высокая, а прочность падает из-за малой доли высокопластичкых компонентов (магний и железо),

Железо, являясь связующим и имея высокую температуру плавления, замедляет растворение магния. Количество : его в брикете определяется содержанием других компонентов.

Для проверки эффективности модификаторов-брикетов предлагаемых составов провели испытания их в сравнении с брикетами известного состава.

Результаты испытаний приведены в т аблице (1-4 - предлагаемые составы, 5-8 - запредельные составы, 9 - известньй состав),

o

5

0

5

0

5

0

5

0

5

Прочность на сжатие брикетов сечением 80x80 мм определяли по стандартной методике. При изготовлении модифицирующих брикетов в качестве исходных материалов применяли. Порошок железный, порошок магниевый, плавиковый шпат, ферросплав ФСМг,

Смешивание исходных компонентов проводили в смесителе Zm - 100 и прессовали на прессе КА8132 до заданной пористости.

Экспериментально определено, что модификаторы-брикеты являются технологичными и могут применяться в производственных условиях, если их прочность на сжатие G C. не менее 20 МПа, Из таблицы видно, что брикеты составов 1-4 по прочности удовлетворяют зтим требованиям.

Брикеты составов 5-7 имеют или недостаточную прочность - 10-19 МПа или вообще не брикетируются. Брикет состава 8, хотя и имеет высокую прочность, однако растворялся с пироэф- фектом, сопровождавшимся выплесками чугуна из формы (в течение первых 10- 12 с заливки металла).

Брикет известного состава 9 имеет низкую прочность и практически не брикетируется.

Таким образом, брикеты предлагаемого состава (1-4) по сравнению с известным имеют более высокую прочность.

Формула изобретения

1,Модификатор-брикет, содержащий магний, ферросплав и плавиковый шпат, отличающийся тем, что,

с целью повьшения прочности брикета, он дополнительно содержит железо, а в составе ферросплава дополнительно содержится магний при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Магний3-15

Ферросплав 40-85

Плавиковый шпат 0,3-4,0

ЖелезоОстальное

2,Модификатор-брикет по п.1, отл И чающийся тем, что ферросплав содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

Магний3-12

Кальций0,3-4,8

РЗМ0,1-2,6

Кремний40-60

ЖелезоОстальное

Примечание, х- состав iie брикетируется.

Изобретение относится к машиностроению и металлургии и может быть использовано при изготовлении отливок из высокопрочного чугуна преимущественно методом внутриформенного модифицирования. Целью изобретения является повышение прочности брикета. Модификатор-брикет содержит магний, плавиковый шпат, ферросплав и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: 3-15 магния, 40-85 ферросплава, 0,3-4 плавикового шпата, остальное железо, причем ферросплав имеет следующий состав, мас.%: 3-12 магния, 0,3-4,8 кальция, 0,1-2,6 РЗМ, 40-60 кремния, остальное железо. Дополнительный ввод в состав брикета железа и в состав ферросплава магния в указанных соотношениях обеспечивает высокую прочность брикета на сжатие (σ сж=98-115 МПа) за счет формирования железом тугоплавкого каркаса брикета и повышения пластичности порошка ферросплава. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Составитель А.Бармыков Редактор М.Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишинец

Заказ 2517

Тираж 490

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

Подписное