Модификатор для чугуна Советский патент 1992 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к области литейного производства, преимущественно к составам модификаторов для обработки чу- гунов в расплавленном состоянии, и может быть использовано для получения высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита.

Известен модификатор чугуна, содержащий 50 мас.% магния и 50 мас.% криолита, который обеспечивает получение высокопрочного чугуна с заданными механическими свойствами при содержании остаточного магния в отливках в интервале от 0,03 до 0,10%.

Однако этот модификатор способствует снижению продолжительности модифицирующего действия и неполному усвоению расплавом магния из-за небольшой его рас- кислительной и рафинирующей способностей. Это приводит к образованию в структуре чугуна наряду с шаровидной формой графита включений пластинчатого и

вермикулярного графита, что резко снижает механические и эксплуатационные свойства отливок и деталей.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к данному

является модификатор чугуна, содержащий,

%.

Магний

металлический МГ-9045

Ферроцерий12,5

Криолит42,5

Известный модификатор в недостаточной мере способствует нейтрализации вредных примесей и удалению неметаллических включений. Введение в расплав чугуна увеличенного количества редкоземельных элементов, в основном церия, содержащихся в ферроцерии, способствует образованию цементита в структуре с увеличением отбела, повышает в значительной степени твердость чугуна, что затрудняет механическую обработку отливок. Для устЧ Jb

2

х| 00

ранения отбела требуется проведение высокотемпературной термообработки.

Целью изобретения является повышение механических и эксплуатационных свойств чугуна с шаровидным графитом.

Поставленная цель достигается тем, что в состав модификатора, содержащего криолит, магний и лигатуру с редкоземельными металлами, введен плавиковый шпат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Криолит35-45

Магний35-45

Лигатура с редкоземельными металлами12-18 Плавиковый шпат 2-7 причем лигатура с редкоземельными металлами содержит, мас,%:

Кремний30-50

Редкоземельные

металлы30-40

Алюминий2-8

ЖелезоОстальное

Введение в модификатор лигатуры с РЗМ кремнием и плавикового шпата указанного содержания обеспечивает стабильное получение глобулярного (шаровидного) графита и способствует более глубокому раскислению и рафинированию расплава, увеличивает длительность модифицирующего эффекта, оказывает активное зароды- шеобразующее воздействие в процессе кристаллизации и повышает механические свойства чугуна в отливках.

При содержании в модификаторе лигатуры с РЗМ выше 10% проявляется отбеливающее действие церия, основного компонента, входящего в состав РЗМ, что способствует увеличению твердости и снижению пластических свойств чугуна.

При содержании в модификаторе лигатуры с РЗМ менее 2% в расплаве будет недостаточное количество РЗМ, что не обеспечивает нейтрализацию деглобуляторов, появляются включения графита промежуточной (червеобразной) формы в литой структуре отливок, снижаются механические свойства чугуна.

Плавиковый шпат в составе предлагаемого модификатора способствует образова- нию жидкоподвижных шлаков с рафинированием расплава. Совместное действие плавикового шпата с криолитом усиливает шлакообразование,ускоряет перевод продуктов реакции магния и РЗМ в шлаки и препятствует образованию дефектов типа черные пятна, чем повышает изотропность структуры и стабильность механических свойств чугуна. При содержании плавикового шпата более 10% и криолита до

40% проявляется их излишнее рафинирующее действие, вследствие чего из расплава дополнительно удаляются магний и РЗМ, снижается продолжительность модифицирующего эффекта, ухудшается изотропность структуры и снижаются механические свойства чугуна.

Металлический магний является основой модификатора. Его содержание в модификаторе определяет соотношение

остальных компонентов, формирование в чугуне шаровидной формы графита и оптимальное содержание способствует получению заданной структуры чугуна с необходимыми физико-механическими

свойствами отливок.

Чугун отрабатывают модификатором в литейном ковше емкостью 8-10 т путем введения ei в в расплав в металлическом колоколе.

Результаты испытаний представлены в таблице, где приведены составы испытанных модификаторов, а также содержание компонентов, механические и эксплуатационные свойства полученного чугуна с шаровидной формой графита.

Экономический эффект от использования модификатора по сравнению с прототипом, создается за счет повышения механических и эксплуатационных свойств

чугуна с шаровидной формой графита.

Формула изобретения Модификатор для чугуна, содержащий криолит, магний, лигатуру с редкоземельны- ми металлами, отличающийся тем, что, с целью повышения механических и эксплуатационных свойств чугуна, он дополнительно содержит плавиковый шпат при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Криолит35 Л5

Магний35-45

Лигатура с редкоземельными металлами12-18

Плавиковый шпат2-7

причем лигатура с редкоземельными металлами содержит,, мае. %:

Кремний30-50

Редкоземельные металлы30-40

Алюминий2-8

ЖелезоОстальное

Сущность изобретения: изобретение позволяет повысить механические и эксплуатационные свойства чугуна с шаровидной формой графита. Для этого в состав модификатора введен плавиковый шпат при следующем соотношении компонентов, мас.%: криолит 35-45; магний 35-45; лигатура с редкоземельными металлами 12-18; плавиковый шпат 2-7, причем лигатура с редкоземельными металлами содержит следующие компоненты, мас.%: кремний 30-50; редкоземельные металлы 30-40; алюминий 2-8, железо остальное. Механические свойства чугуна при обработке модификатором: оь 650-800 МПа; д 1,2-2,60%, НВ 280-300, си 220-250 кгс/мм2. 1 табл.