Смесь для модифицирования и легирования чугуна Советский патент 1992 года по МПК C22C35/00 C21C1/00 

ВаОз легко восстанавливается свободным углеродом, а также частично углеродом из чугуна до металлического бора по следующей реакс ии:

2/ЗВ203 + 2С - 4/ЗВ + 2СО.

Возможно также восстановление бора кремнием из ферросилиция по реакции:

2/ЗВ20з + SI 4/ЗВ + 8Ю2.

Восстановленный бор взаимодействует с имеющимися в достаточном количестве в расплаве азотом с образованием нитрида бора. Образование устойчивого нитрида бора нейтрализует карбидостабилизирующее влияние азота и очищает от него границы эвтектических зерен, повышая прочность. Кроме того нитриды бора, располагаясь на поверхностях пластин графита, препятствуют образованию цементита и увеличивают живучесть модифицирования.

. Наличие в составе алюмоборсиликатното волокна окислов алюминия, магния, кальция, являющихся активными центрами зародышеобразования, также позволяет существенно повысить продолжительность действия модифицирующей смеси.

Содержание отходов алюмоборсиликатного волокна в составе смеси ниже 8 мас.% не дает прироста прочностных характеристик. При содержании отходов более 12 мас.% наблюдается увеличение глубины отбела.

Выбор 75% ферросилиция как ведущего компонента смеси объясняется его сильным графитизирующим эффектом, хотя и более слабым, чем силикобарий или силикокаль; ций. Но усвоение ферросилиция жидким расплавом выше, чем у указанных сплавов, а стоимость ниже.

Пример. Для исследования механических и технологических свойств чугуна, модифицированного известной и предлагаемой смесью, были приготовлены смеси на нижнем, среднем и верхнем, а также ниже нижнего и выфе верхнего уровней содержания ингредиентов для предлагаемой смеси и на среднем уровне для известной смеси.

Технология приготовления смеси включала размол на шаровой мельнице ферросилиция ФС75 до фракции размером 0,5 мм, а отходов алюмоборсиликатного волокна-до фракции 0,315 мм и последующее смешивание с углеродом в заданной пропорции. Для приготовления известной и предлагаемой смесей использовали следующие материалы: графит скрытнокристаллический ГЛС-3 (ГОСТ 5420-74): ферросилиций ФС75(ГОСТ 1415-78): отходы алюмоборсиликатного волокна марки ВС {ГОСТ10727-73); ферробор ФБ2 (ГОСТ 14848-69).

Сравнительные испытания известной и предлагаемой модифицирующих смесей проводили на чугуне состава, %: углерод 3,2; кремний 1.8: марганец 0,45; хром 0,06; сера 0,06; фосфор 0,09. Плавку чугуна производили в индукционной печи ИСТ102, а в качестве шихты использовали возврат чугуна марки СЧ20.

Модифицирование производили при 1400-1420°С. .

Для исследования прочностных свойств модифицирующих смесей заливали технологические пробы диаметром 30 мм, из которых вытачивали образцы для испытаний на разрыв и для замера твердости.

Длительность сохранения модифицирующего эффекта оценивали по величине отбела клиновой пробы, заливаемой через каждые 2 мин после модифицирования.

Устранение кромочного отбела также оценивали по величине отбела клиновой побы с углом при основании 15° и высотой 70мм.

Результаты испытаний механических свойств чугуна после обработки известной и предлагаемой смесью приведены в таблице.

Из данных видно, что предлагаемая смесь позволяет производить разливку металла через 12 мин после модифицирования, в то время как известная - не более чем через 6 мин.

Величина отбела на клиновой пробе из чугуна, модифицированного известной смесью,составляет 7-8 мм, в то время как на клине из чугуна, модифицированного предлагаемой смесью, отбел отсутствует. Механические характеристики у такого чугуна немного ниже, хотя также позволяют поднять прочность на одну марку.

Формул а и 3 о б ретени я

Смесь для модифицирования и легирования чугуна, преимущественно тонкостенных отливок, содержащая углерод, ферросилиций и борсодержащий компонент, отличающаяся тем, что, с целью утилизации отходов, устранения кромочного отбела и повышения длительности сохранения модифицирующего эффекта, в качестве борсодержащего компонента применяются отходы алюмоборсодержащего волокна при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Углерод5-10

Отходы алюмоборсодержащего волокна8--12

ФерросилицийОстальное

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для модифицирования чугуна, идущего на изготовление тонкостенных отливок. Целью изо* бретения является утилизация отходов, устранение кромочного отбела и повышение длительности сохранения модицифирующе- го эффекта. Готовят модифицирующую смесь следующего состава, мае. %: углерод. 5-10; отходы алюмоборсодержащего волокна 8-12,' ферросилиций остал1^ьное. Плавят чугун и проводят его модифицирование гфи 1400-1420° С. Применение предложенного модификатора позволяет утилизировать от^ ходы алюмоборсодержащего волокна, устранить кромочный отбел и повысить длительность модифицирующего эффeRтa. 1 табл.Изобретение относится к литейному производству, а именно к составам модификаторов для модифицирования серого чугу- на, и может быть применено для изготовления ответственных тонкостенный Отливок в машиностроении./Цель изобретения - устранение кромочного отбела в отливках, увеличение длительности сохранения модифицирующего зффекта и снижение стоимости модифиц!**" рования при сохранении высоких прочностных свойств.Поставленная цель достигается тем, что смесь для модифицирования и легирования чугуна содержит углерод, ферросилиций ФС75 и отходы'алюмоборсиликашого волокна при следующем соотношении инфе-, диентов, мас.%;Углерод5-10Отходы алюмоборсиликат-ного волокна8-12ФерросилицийОстальноеУглерод в смеси выполняет две функции: служит естественными зародышами при кристаллизации сплава и является восстановителем бора и алюмоборсиликатного волокна. Пределы содержания углерода выбраны исходя из условий наиболее полного восстановления бора. Нижний предел содержания углерода