Модифицирующая смесь для обработки чугуна Советский патент 1990 года по МПК C22C35/00 C21C1/02 

Изобретение относится к литейному производству, в частности, к составам смесей для обработки чугуна.

Цель изобретения - повьдиение механических свойств чугуна в отливках за счет перлитизации матрицы.

Модифицирующая смесь, содержащая сфероидизирующий модификатор, силико- кальций, алюмилий и плавиковый шпат, в качестве сфероидизирующего модификатора содержит медномагниепую лига- -туру и дополнительно содержит силикохром и древесный уголь при следующем соотношении компо ентов, мас.%: . Медндмагниевая лигатура

Силикокальций Плавиковый шпат Алюминий Силикохром Древесный уголь при этом выбирают соотношение: медно- магниевая лигатура к силикокальцию - (0,75 - 3,0): 1,0; шк.виковый шпат к

15

10

20

6

14 5

30

20

30

9

26

15

оо ho

1617032

силикокальцию - 5 -2,0):U алюминий к силикохрому - tO,Jb-u,4j;. « Использование в составе предлагаемой модифицирующей смеси в качестве сфероидизирующего модификатора медно магниевой лигатуры при дополнительном введении силикохрома и древесного уг ля и выполнении.указанных соотношении понижает термодинамичес1.ую активность

кислорода, повышает . собность смеси, за счет чего обеспе чивается более высокая перлитизадия матрицы и повышение механических свойств чугуна в отливках. ,5 Введение в качестве сфероидизирую- щего модификатора медномагниевои ли

гатуры позволяет-стабильно получать,, У„....... грабит шаровидной формы, в резуяьта .и сфероидизации, ухудшает са

те чего повьш1аются механические свои „„„.„ vrnoBHH. Уменьства чугуна и их однородность Модифицирование чугуна магнием в виде меГомагниевой лигатуры обеспечивает равномерное его усвоение в объеме жидкого чугуна. Медномагниевая лига ра представляет собой сплав меди с магнием при содержании магния 1Ь - 20% и меди 30 - 85%.

Превьш1ение верхнего предает содержания медномагниевои l - 30 (30%) приводит к снижению литейных свойств чугуна за счет увеличения е о вязкости, уменьшению степени гра- фитизации и сфероидизадии, снижению степени однородности структуры и СВОЙСТВ, к заметному ухудшению сани- арно-гигиенических условий в цехе, снижение нижнего предела содержания медномагниевои лигатуры в смеси ( не обеспечивает высоких показателей пт пиности чугуна в отливках. для Умен1ш1ния пироэффекта при модифицировании в заявляемую смесь вве- де; кальций в, виде с-ипикокальция

.,, ;vr 4eCKV

25

KajlbUKllrl JJ rк;торьш понижает термодина.«ческую активность магния, что приводит к снижению упругости пара магния. Кроле :;го, кальций, являясь, более с..п..ь,н раскислителем, чем магнии, ™У° пасгисляет металл, снижает термодл раскислнь „„,, кислорода, оо

н:ми::г:;;:;;и;;;;с.ь кислорода, обвело

::;:;::я более, высокое содержание ос-- таточного магния на начальны. С1.диях

°;Ен:;агниевую лигатуРУ и силикогт о5 аниГ::ли ь::;я г .

---гГ5г ; с:г;;.. s::;:i; ;° ..... ..,..

медномагниевои лигатуры к силикокальцию должно соответствовать 3:1, а при 20%-ном содержании силикокальция это соотношение должно быть 0,75 : 1. введение в смесь силикокальция в коли честве, меньшем нижнего предела UU/oJ , не оказывает достаточного рафинирующего действия на чугун, что не позволяет снизить термодинамическую активность кислорода до необходимого уровня и тем самьм уменьшает эффект сфероиди- задии. Превышение содержания силикокальция в смеси вьш,е 20% приводит к ошлакованию его из-за повышенного содержания кальция в смеси.

Увеличение соотношения медномагниевои лигатуры и силикокальция вьш1е 3:1 приводит к уменьшению -степени графи- .изации и сфероидизации, ухудшает санитарно-гигиенические условия. Уменьшение указанного соотношения менее О 75 1 приводит к ошлакованию смеси из-за повьшюнного содержания кальция а также к образованию в структуре чугуна силикокарбидов, что приводит к хрупкости отливок.

Пределы содержания плавикового шпата и отношение его к силикокальцию составляющее 1,-5 - 2,0 :-1, берут с учетом того, чтобы не происходило ош- лакование смеси и равномерно протека . ло ее растворение. Причем меньшему содержанию плавикового шпата соответ ствует большее их соотношение и наоб 35 рот.

Уменьшени.з содержания плавикового шпата в смеси меньше нижнего предела (20%) не устраняет ошлакование смеси Превышение содержания плавикового шп ° а выше 30% приводит к существенному износу футеровки ковша, препятствует качественному удалению шлака с по верхности металла.

Уменьшение соотношения плавиково шпата к силикокальцию. менее , ,Ь : пр.водит к-износу ковша и трудно уд лить шлак с зеркала металла. Увелич ние соотношения выше 2,0 : 1 привод к ошлакованию смеси.

Содержание алюг.шния в предлагаем смеси находится в пределах 6 - У/о. Ввод алюминия в чугун совместно с кальцием способствует повышению эффективности последнего, восстанавливая его яз оксидов. Кроме того, алюминий способствует графитизации т е чейтрализатшиг влияния хрома, вводимого сииикохромом, на образов

45

55

2

4

,, У„....... .и сфероидизации, ухудшает са

„„„.„ vrnoBHH. Умень30

5

ело

х

.

о.

медномагниевои лигатуры к силикокальцию должно соответствовать 3:1, а при 20%-ном содержании силикокальция это соотношение должно быть 0,75 : 1. введение в смесь силикокальция в коли честве, меньшем нижнего предела UU/oJ , не оказывает достаточного рафинирующего действия на чугун, что не позволяет снизить термодинамическую активность кислорода до необходимого уровня, и тем самьм уменьшает эффект сфероиди- задии. Превышение содержания силикокальция в смеси вьш,е 20% приводит к ошлакованию его из-за повышенного содержания кальция в смеси.

Увеличение соотношения медномагниевои лигатуры и силикокальция вьш1е 3:1 приводит к уменьшению -степени графи- .изации и сфероидизации, ухудшает санитарно-гигиенические условия. Уменьшение указанного соотношения менее О 75 1 приводит к ошлакованию смеси из-за повьшюнного содержания кальция, а также к образованию в структуре чугуна силикокарбидов, что приводит к хрупкости отливок.

Пределы содержания плавикового шпата и отношение его к силикокальцию, составляющее 1,-5 - 2,0 :-1, берут с учетом того, чтобы не происходило ош- лакование смеси и равномерно протека- . ло ее растворение. Причем меньшему содержанию плавикового шпата соответствует большее их соотношение и наобо- 35 рот.

Уменьшени.з содержания плавикового шпата в смеси меньше нижнего предела (20%) не устраняет ошлакование смеси. Превышение содержания плавикового шпа ° а выше 30% приводит к существенному износу футеровки ковша, препятствует качественному удалению шлака с по верхности металла.

Уменьшение соотношения плавикового шпата к силикокальцию. менее , ,Ь : 1 пр.водит к-износу ковша и трудно удалить шлак с зеркала металла. Увеличение соотношения выше 2,0 : 1 приводит к ошлакованию смеси.

Содержание алюг.шния в предлагаемой смеси находится в пределах 6 - У/о. Ввод алюминия в чугун совместно с кальцием способствует повышению эффективности последнего, восстанавливая его яз оксидов. Кроме того, алюминий способствует графитизации, т е чейтрализатшиг влияния хрома, вводимого сииикохромом, на образов

45

55

струкние цементита. Ввод алюминия в смесь значительно облегчает получение отливок с тонкими сечениями без .турне-свободных карбидов.

Введение алюминия в количестве ниже 6% не оказывает достаточного гра- фитизирующего действия, что тем самым приводит к образованию в отливках цементита. Превьшение содержания алюг миния выше 10% приводит к опшакованию алюминия и затруднению растворения модифицирующей смеси.

Ввод силикохрома в количестве .14 - 26% способствует сорбитизации перлита, получению однородной структуры и свойств по сечению отливки, обеспечивает равномерное растворение модифицирующей смеси, что уменьшает пироэффект и.улучшает экологию цеха.

Уменьшение содержания силикохрома в смеси ниже 14% не обеспечивает получение однородной перлитной структуры матрицы и высоких свойств чугуна в отливке, а также способствует излишне быстрому растворению присадки, что сопровождается пироэффектом.

Превышение содержания силикохрома в смеси выше 26% приводит к образованию в структуре чугуна свободного це

свойства. Кроме того, повышенное содержание силикохрома в смеси приводи к тому, что смесь не растворяется.

При этом алюминий и силикохром берут в соотношении 0,35 - 0,43 : 1. Меньшему отношер{ию 0,35 соответствует максимальное содержание силикохрома и алюминия, а большему отношению 0,43 соответствует минимальное содержание алюминия и силикохрома.

Уменьшение соотношения алюминия к силикохрому менее 0,35 : 1 приводит к образованию в структуре чугуна свободного цементита,; что ухудшает ме- хан ическис свойства. Увеличение соотношения алюминия к силикохрому выше 0,43 : 1 приводит к ошлакованию модифицирующей смеси и затруднению ее растворения в расплаве.

Содержание древесного угля в предлагаемой смеси находится в пределах 5 - 15%, Ввод древесного угля способствует равномерному растворению модифицируюшей смеси, так как при горении древесного угля происходит послойная барботация смеси за счет образования газообразных продуктов горения угля.

5

0

5

Содержание древесного угля ниже 5% не приводит к равномерному растворению смеси. Увеличение количества древесного угля вьше 15% ведет к бурному протеканию реакции растворения присадки с большим пирозффектом и ухудшению экологии.

Предлагаемую смесь готовят следующим образом.

Составляющие смеси дробят до фракции 1- 3 мм и перемешивают до равномерного распределения компонентов. -Оптимальное количество вводимой модифицирующей смеси составляет 2% от массы жидкого чугуна. Модифицирующую смесь засыпают в карман ковша перед выпуском металла из печи, температура металла при заливке составляет 1380 - 1480 С. Испытания проведены на чугуне следующего химического состава, мас.%: углерод 3,53; кремний 2,08; марганец 0,64; хром 0,4; алюминий 0,15; медь 0,4, железо - остальное.

Из расплава чугуна, обработанного модифицируюищмн смесями, отливают детали для процесса весом 5 т.

Данные по составам смесей, структуре и механическим свойствам чугуна после обработки представлены в табл. 1 и 2. .

Анализ данных показывает, что механические свойства смесей 1, 2 и 3 выше, -чем у известной смеси. Кроме того, металлическая основа чугуна перлитная, в то время как у известной смеси - фсрритно-перлитная,

Таким образом, предлагаемая модифицирующая смесь по сравнению с известной позволяет получать в отливках более высокие механические свойства чугуна.

0

5

0

45 Формула изобретения

Модифицирующая смесь дня обработки чугуна, включающая сфероилизирую- щан модисЬикатор, силикокальций, алюминий и плав 1ковый шпат, отличающаяся тем, что, с целью повышения механических свойств чугуна в отливках за счет перлитизации матрицы, оНа содержит в качестве сфе- роидизирующего модификатора медномаг- ниевую лигатуру и дополнительно содержит силикохром и древесный уголь при следующем соотношении компонентов, мас.%:

0

5

Изобретение относится к литейному производству, в частности к составам смесей для обработки чугуна. Цель изобретения - повышение механических свойств чугуна за счет перлитизации матрицы. Модифицирующая смесь включает силикокальций, алюминий, плавиковый шпат, медномагниевую лигатуру, силикохром и древесный уголь при следующем соотношении компонентов, мас.%: медномагниевая лигатура 15-30

силикокальций 10-20

плавиковый шпат 20-30

алюминий 6-9

силикохром 14-26

древесный уголь 5-15

при этом медномагниевую лигатуру и силикокальций берут в соотношении 0,75-3,0:1,0

плавиковый шпат и силикокальций берут в соотношении 1,5-2,0:1,0

алюминий и силикохром берут в соотношении 0,35-0,43:1,0. Дополнительный ввод в состав смеси силикохрома и древесного угля и применение в качестве циркулирующего модификатора медномагниевой лигатуры позволяет на 15-20% повысить механические свойства чугуна в отливках за счет перлитизации его матрицы. 2 табл.