Модифицирующая смесь для получения высокопрочного литейного чугуна Советский патент 1992 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к смесям для получения высокопрочного чугуна.

Известны модифицирующие смеси, содержащие магниевый компонент и ферросиликобарий.

Недостатком известной смеси является неудовлетворительная заполняемость форм и связанный с этим повышенный брак отливок при кокильном литье ввиду невысокой жидкотекучести чугуна, обработанного известной смесью.

Наиболее близким к изобретению является модифицирующая смесь для получения высокопрочного чугуна, содержащая 10-50 мас.% силикобария; остальное - стружка магниевого сплава, при этом стружка магниевого сплава содержит также алюминий и цинк.

Однако, обработанный известной смесью чугун, обладая низкой жидкотекуче- стью, недостаточно хорошо заполняет форму, особенно при получении тонкостенных кокильных отливок. В связи с этим имеет место повышенный брак таких отливок, в частности по спаям и недоливу.

Недостатками известной смеси являются также неудовлетворительная заполняемость форм и повышенный брак отливок при кокильном литье.

Цель изобретения - устранение указанных недостатков, улучшение заполняемости форм и снижение брака отливок при кокильном литье.

Указанная цель достигается за счет того, что модифицирующая смесь для получения высокопрочного чугуна, содержащая магниевый сплав с цинком и алюминием и

-ч ы

00

ел

СА

ферросиликобарий, дополнительно содержит ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%: магниевый сплав 15-25; ферросиликобарий 5-10; ферросилиций остальное, при этом магниевый сплав дополнительно содержит РЗМ и хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, а в качестве такого сплава используют переплав отходов мехобработ- ки и литейного производства магнийсодер- жащих сплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюми- ний2,0-10,0;цинкО,1-0,8;РЗМ4,5-6,0; хлориды щелочных и щелочноземельных металлов 3,0-5,0; магний остальное.

Введение в состав модифицирующей смеси комплекса, содержащего ферросилиций, РЗМ, хлориды ЩЗМ и щелочных металлов (последние два компонента - в составе магниевого сплава) в сочетании с алюминием позволяет улучшить заполняемость форм при кокильном литье за счет повышения жидкотекучести чугуна и снизить брак отливок по спаям и недоливу.

Введение РЗМ и хлоридов ЩЗМ и щелочных металлов в составе магниевого сплава и использование в качестве такого сплава переплава отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов позволяет улучшить заполняемость форм и снизить брак отливок по спаям и недоливу при кокильном литье за счет повышения модифицирующего воздействия смеси на расплав, связанного с существенным уменьшением окисления металлических компонентов смеси.

Использование отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов позволяет утилизировать отходы и за счет этого существенно снизить стоимость модифицирующей смеси.

Снижение содержания в модифицирующей смеси магниевого сплава (менее 15 мас.%) приводит к ухудшению формы графита в чугуне из-за недостаточного содержания магния в кем.

Повышение содержания в модифицирующей смеси магниевого сплава (более 25 мас.%) при получении отливок в кокиль не оправдано экономически и приводит, кроме того, к появлению структурно-свободных карбидов, снижению жидкотекучести чугуна и повышению брака отливок по спаям и недоливу, возможно также трещинообразо- вание в отливках.

Снижение содержания в модифицирующей смеси ферросиликобария (менее 5 мас.%) приводит к снижению жидкотекучести чугуна, ухудшению заполняемости форм

и, как следствие, повышению брака отливок по спаям и недоливу.

Повышение содержания ферросиликобария в модифицирующей смеси (более 10

мас.%) не приводит к дальнейшему повышению жидкотекучести чугуна, снижению брака отливок, но повышает стоимость модифицирующей смеси,

Снижение содержания алюминия в магниевом сплаве, в качестве которого используют переплав отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов (менее 2 мае.%), приводит к ухудшению жидкотекучести чугуна, ухудшению заполняемости форм при кокильном литье и повышению брака отливок.

Повышение содержания алюминия в магниевом сплаве, в качестве которого используют переплав отходов мехобработки и

литейного производства магнийсодержащих сплавов (более 10 мас.%),приводит к ухудшению формы графита в чугуне из-за деглобуляризации, к снижению механических характеристик чугуна и к повышению

брака отливок.

Пределы содержания цинка обусловлены исходными материалами и технологией получения переплава отходов механической обработки и литейного производства

магнийсодержащих сплавов.

Снижение содержания РЗМ в магниевом сплаве ниже нижнего предела (менее 4,5 мае. %) приводит к снижению жидкотекучести чугуна, ухудшению заполняемости

форм и, как следствие, к повышению брака отливок по спаям и недоливу.

Повышение содержания РЗМ в магниевом сплаве, в качестве которого используют переплав отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов (более 6,0 мас.%), приводит к некоторому ухудшению заполняемости форм и не оправдано экономически.

Снижение содержания хлоридов ЩЗМ

и щелочных металлов в магниевом сплаве менее нижнего предела (менее 3,0 мас.%) вызывает снижение жидкотекучести чугуна, ухудшение заполняемости форм и, как следствие, повышение брака отливок по спаям и

недоливу.

Повышение содержания хлоридов ЩЗМ и щелочных металлов в магниевом сплаве, в качестве которого используют переплав отходов мехобработки и литейного

производства магнийсодержащих сплавов, (более 5,0 мас.%),приводит к повышенному выделению в атмосферу вредных веществ при обработке чугуна, вызывает ухудшение

условий труда.

П р и м е р. В условиях литейного цеха проводят сравнительную оценку эффективности предлагаемой и известной модифицирующих смесей.

В лабораторном смесителе изготовляют модифицирующие смеси, в состав которых входят при изготовлении предлагаемой смеси - переплав отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержа- щих сплавов, содержащий, мас.%: AI 2-10; Zn 0,1-0,8; Nd (P3M) 4,5-6,0; хлориды Na, К, Мд, Са 3,0-5,0; Мд остальное, ферросилико- барий марки ФСБа15; ферросилиций марки ФС75, при изготовлении смеси по известному способу; стружка магниевого сплава МЛ5; ферросиликобарий марки ФСБа15.

Указанные компоненты (кроме стружки) дробят до частиц размером до 20 мм и перемешивают в лабораторном смесителе емкостью 30 л в течение 15 мин.

В таблице приведены составы модифицирующих смесей и их количество при введении в расплав.

Исходный чугун химического состава, мас.%: С 3,4-3,5; Si 2,1-2,2; Мп 0,5-0,6; S до 0,04; F до 0,08, выплавляют в индукционной печи ИЧТ 2,5 промышленной частоты, выпускают в ковш вместимостью 250 кг и обрабатывают в камере-автоклаве предлагаемой и известной модифицирующими смесями. Длительность перемешивания чугуна с модифицирующей смесью во всех случаях 90 с, давление воздуха в автоклаве 0,48 МПа. Модифицирующую смесь по известному способу вводили в количестве, равном предлагаемому (1,3 мас.%), а также в количестве 0,6 мас.%.

После окончания обработки чугуна в автоклаве и снятия шлака расплавом заливали U-образную кокильную пробу Нехензди- Самарина для определения заполняемое™ с диаметром U-образного канала 9 мм. температура заливки 1400°С. Затем чугуном

при 1320-1280°С заливают кокильные отливки текущего производства ползун, поршень с минимальными толщинами стенок 12 мм.

Заполняемость форм при кокильном

литье оценивают по длине заполненного металлом U-образного канала описанной пробы, данные приведены в таблице.

Фиксируют также количество бракованных по спаям и недоливу отливок, залитых по каждому варианту.

Из приведенных в таблице данных видно, что использование предлагаемой модифицирующей смеси при предлагаемых

содержаниях компонентов обеспечивает существенное улучшение заполняемости форм и значительное снижение брака отливок при кокильном литье.

Формула изобретения

1. Модифицирующая смесь для получения высокопрочного литейного чугуна, содержащая магниевый сплав с цинком и алюминием и ферросиликобарий, отличающаяся тем, что, с целью улучшения

заполняемости форм и снижения брака отливок при кокильном литье, смесь дополнительно содержит ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%; магниевый сплав 15-25; ферросиликобарий 5-10; ферросилиций остальное, при этом магниевый сплав дополнительно содержит РЗМ и хлориды щелочных и щелочноземельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминий 2,0-10,0; цинк 0,1-0,8; РЗМ 4,5-6,0; хлориды щелочных и щелочноземельных металлов 3,0-5,0; магний остальное.

2. Смесь по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве магниевого сплава используют переплав отходов механической обработки и литейного производства маг- нийсодержащих сплавов.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к смесям для получения высокопрочного чугуна. СущНЪсть: модифицирующая смесь, содержащая магниевый сплав с цинком и алюминием и фер- росиликобарий, дополнительно содержит ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%: магниевый сплав 15-25; ферросиликобарий 5-10; ферросилиций ост. Магниевый сплав дополнительно содержит РЗМ и хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, а в качестве такого сплава используют переплав отходов мехобработки и литейного производства магнийсодержащих сплавов при следующем соотношении компонентов, мас.%: алюминий 2-10; цинк 0,1-0.8; РЗМ 4,5-6; хлориды щелочных и щелочноземельных металлов 3-5; магний ост. Применение данной смеси позволяет улучшить заполняе- мость форм и снизить брак при кокильном литье 1 з.п. ф-лы, 1 табл,