Модификатор чугуна Советский патент 1990 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам модификатора для обработки расплавов, и может быть использовано при получении высокопрочного чугуна с шаровидным графитом.

Цель изобретения - увеличение длительности модифицирующего эффекта при одновременном повьшзении механических свойств в отливках сечением до 100 им,

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Модификатор готовят смешением компонентов: криолита, брикетов сплава Mg-Zn-Zr, чушкового магния и мишме- талла марки МЦ-40 при указанном содержании в смеси.

Чугун обрабатывали в герметизированном ковше, а также плунжерным методом в ковше вместимостью 5т. Химический состав исходного чугуна, мас.%:

С 3,5-3,7, Si 2,2-2,4, МП 0,4-0,, Сг до 0,1, S до О,02,Температура обработки 1400-1450 0, расход модификаторов составлял 1% от массы обрабатываемого расшгава.

Вторичное модифицирование чугуна проводили 0,8% ферросилиция ФС75 на поверхность металла после его сферо- идизирующей обработкой модификатором и счистки шлака.

Заливали трефовидные пробы фЗО мм, ступенчатые пробы толщиной 100, 50 и 25 мм. Для определения длительности модифицирующего эффекта проводили анализ структуры чугуна через каждые 5 мин выдержки расплава. Сопротивле- ние усталости и ударную вязкость при комнатной и отрицательной температу--: pax определяли по стандартным методикам.

(Л

с

сд

00 00

со

Составы исследованных модификаторов, а также механические свойства чугуна приведены в таблице.

Дополнительный ввод в состав модификатора сплава Mg-Zn-Zr, содержащего 4-5% цинка, 0,6-1,1% циркония, обеспечивает ввод в расплав чугуна интер- металлидов типа и , замедляющих реакцию испарения магния, что, с одной стороны, способствует увеличению длительности модифицирующего эффекта, с другой стороны, оказывая активное зародышеобразующее воз- i действие в процессе кристаллизации чугуна повышает механические свойства чугуна в отливках толстых сечений, Кроме того, совместно с РЗМ, входящими в состав мишметалла, компоненты сплава Mg - Zh - Zr формирзтот туго- плавкзто Т-фазу, способствумщую измельчению литой структуры чугуна,

При содержании сплава Mg-Zn-Zr в модификаторе вьше 50% проявляется деглобуляризующее графит (действие цинка, присутствующего в этом сплаве), в результате чего ухудшается форма графита и снижаются механические свойства чугуна. При содержании сплава Mg-Zn-Zr в модификаторе менее 30% в расплав вносится недостаточно интерметаллидов магния с цинком и цирконием, вследствие чего снижается длительность модифицирующего эффекта, ухудшается изотропность структуры и свойств чугуна в различных сечениях отливки.

Применение в модификаторе отходов стружки после механообработки деталей сплава Mg-Zn-Zr позволяет удешевить процесс модифицирования чугуна, снизить его себестоимость, утилизировать отходы машиностроительного производства отливок из магниевых сплавов.

Криолит в составе предлагаемого модификатора чугуна способствует рафинированию расплава, формируя жид- коподвижные шлаки, препятствует образованию дефектов типа черные пятра, что повьш1ает изотропность структуры и стабильность механических свойств чугуна. При содержании криолита менее 20% указанное действие не проявляется, вследствие чего ухудшается изотропность структуры и снижаются, меха пические свойства чугуна, повьшается брак отливок.

При превьш1ении содержания криолита в модификаторе 40% проявляется его

Q 5 0

5 Q

с

0

. излишнее рафинирующее действие, вследствие чего из сплава удаляются интер- металлиды магния с цинком и цирконием, снижается продолжительность модифицирующего эффекта, ухудшается изотропность структуры и свойств чугуна в различных сечениях отливки.

Мишметалл в составе предлагаемого модификатора нейтрализует действие примесей деглобуляризаторов, кроме того, формируя с магнием и цинком ин- терметаллидную Т-фазу, измельчает структуру и повьш1ает изотропность структуры и свойств чугуна в различных сечениях отливки. При содержании мишметалла в модификаторе менее 1%, указанное его действие не проявляется, при превьшгении его содержания 5% проявляется отбеливающее действие РЗМ на чугун, ухудшается стабильность механических свойств чугуна при переходе к отливкам больших сечений,

Магний является основой модификатора. Его содержание в модификаторе определяется соотношением остальных компонентов.

Составы исследованных модификаторов, а также результаты их испытаний приведены в таблице.

Как следует,из приведенных данных, применение предлагаемого модификатора для получения высокопрочного чугуна способствует повьш1ению на 20-30% и выравниванию механических свойств в отливках сечением до 100 мм, увеличению в 1 ,5-2 раза сопротивления усталости и ударной вязкости чугуна, существенному снижению брака отливок. При этом длительность модифицирующего эффекта увеличивается в 2-2,5 раза.

Эффективность от применения предлагаемого модификатора по сравнению с известным заключается в повьш1ении в 1,3-1,5 раза механических свойств чугуна с шаровидной формой графита и увеличении модифицирующего эффекта.

Формула изобретения

Модификатор чугуна, содержащий мишметалл, криолит и магний, отличающийся тем, что, с целью увеличения длительности модифицирующего эффекта при одновременном повьш1ении механических свойств в отливках сечением до 100 мм, он допол- , нительно содержит сплав Mg-Zn-Zr при следующем соотношении компонентов, мас,%:

Мишметалл Криолит

1-5 20-40

Сплав Mg-Zn-Zi; Магний

30-50 Остальное

Изобретение относится к литейному производству. Цель - увеличение длительности модифицирующего эффекта при одновременном повышении механических свойств в отливках сечением до 100 мм. Модификатор чугуна содержит мишметалл, криолит, магний и дополнительно сплав MG-ZN-ZR при следующем соотношении компонентов, мас.%: мишметалл 1-5, криолит 20-40, сплав MG-ZN-ZR 30-50, магний остальное. Дополнительный ввод в состав предложенного модификатора сплава MG-ZN-ZR приводит к повышению в 1,3-1,5 раза механических свойств чугуна и в 2-3 раза увеличению длительности модифицирующего эффекта. 1 табл.

1

2

3

1,

прототип

20 30 40 50

30 40

50

0стлльное

681 41200618264581695

710 3,51190596261712724

694 3,81230610258684695

510 2,071036« -196510551

Составитель И.Бекренева Редактор М.Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор Т.Малец

Заказ 2517

Тираж 483

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

71230

72835

70640

58415

Подписное