Брикет для модифицирования чугуна Советский патент 1992 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к модифицированию чугуна преимущественно с вермикулярной формой графита, применяемого для отливок, эксплуатирующихся при термоциклических нагрузка.

Цель изобретения - повышение термостойкости чугуна, а также степени усвоения магния.

Сущность изобретения заключается в том, что брикет для модифицирования чугуна, содержащий магний, графит и железо, дополнительно содержит титан, медь и пылевидные отходы производства лигатуры ФСМг5 при следующем соотношении компонентов, мае %:

Магний6-8

Графит2-5

Титан4-12

Железо25-35

Пылевидные отходы производства лигатуры ФСМгБ20-35 Медь Остальное. Результаты сопоставительных испытаний брикетов известного и заявляемого состава приведены в табл. 1 и табл. 2. Как видно из данных таблиц, использование брикетов заявляемого состава обеспечивает по сравнению с известными более высокий уровень термостойкости чугуна и степени усвоения магния (состав 4-6, 8, 9, 10).

При снижении содержания магния, графита, железа, титана и пылевидных отходов производства лигатуры ФСМг5 в составе брикетов ниже заявленных пределов падает эффективность модифицирования, в результате чего снижаются показатели термостойкости чугуна (состав № 7, табл. 2).

Содержание компонентов в брикете обосновывается следующим: магний в пределах 6-8 мас.% (совместно с титаном и медью) обеспечивает получение чугуна с вермикулярным графитом и с высокими физико-механическими свойствами, а также способствует увеличению скорости растворения брикета. При содержании магния ниже 6% (состав 3) в сердцевине массивных отливок появляется графит пластинчатой формы, что приводит к снижению прочности

VI

I

СО

с

и вязкости. При содержании магния более 8% уменьшается степень усвоения магния чугуном, имеет место сильный пироэффект, а в структуре чугуна увеличивается количество шаровидного графита, что сопровождается снижением теплопроводности и, соответственно, и термостойкости (состав

7).

Графит в количестве 2-5 мас.% обеспечивает улучшение заполняемо ™ и формируемое™ брикета при прессЬвании, а в жидком чугуне его частицы выполняют роль дополнительных центров графитизации, способствуя формированию вермикулярно- го графита в сердцевине массивных отливок. При содержании графита менее 2% такое его влияние незначительно, а при увеличении более 5% снижается механическая прочность брикета при модифицировании (состав 7).

Титан в количестве 4-12 мас.% совместно с магнием и медью способствует образованию графита вермикулярной формы, При содержании его менее 4- не обеспечивается получение равномерного вермикулярного графита в структуре чугуна (состав 3), а при увеличении его содержания более 12 % (N 7) снижается плотность брикета и увеличивается пироэффект.

Пылевидные отходы производства лигатуры ФСМгб в пределах 20-35% снижают стоимость и увеличивают скорость растворения брикетов, повышают степень усвоения магния. При снижении содержания лигатуры в составе брикета ниже 20% (состав 3) уменьшается скорость растворения брикетов, а при увеличении сверх 35% (состав 7) снижаются прочность и плотность брикетов. Они плохо усваиваются металлом.

Железо в пределах 25-35% повышает прочность брикета и выполняет роль суспензирующей добавки, обеспечивающей повышение прочности и изотропности материала отливок, что оказывает благоприятное влияние на термостойкость. Снижение его содержания в брикете ниже 25% уменьшит инокулирующий эффект (состав 3), а увеличение сверх 35% (состав 7) ухудшает растворимость брикетов и усвоение магния чугуном.

Медь в составе брикета выполняет роль связки и утяжеляющей добавки. Помимо того, она способствует получению вермикулярного графита и повышает прочность чугуна. Уменьшение ее содержания в брикете ниже 5% (состав 7) снижает его прочность и удельный вес. Ухудшает его усвоение металлом. Увеличение содержания меди сверх 35% (состав 3) снижает количество элементов-модификаторов в брикете и не обеспечивает получение высокого уровня термостойкости.

П ри м е р. В индукционной печи ИЧТ-б выплавляют чугун следующего состава (мае. %): С - 3,41; Si - 2,24; Р - 0,17; S - 0,03. Перед выпуском металла на дно ковша вводят брикеты в количестве 1,8% от массы

металла следующего состава (мас.%): магний - 7; графит - 3,5; железо - 30; пылевидные отходы производства лигатуры ФСМг5 - 27,5; титан - 8; остальное - медь. Температура выпускаемого металла 1420°С. Поеле завершения процесса растворения брикетов с поверхности металла скачивают шлак, отбирают пробы на определение состава и свойств металла и заливают формы кокилей для прокатных валков. Результаты

исследования состава, структуры и свойств модифицированного чугуна приведены в табл. 2. Применение брикета заявляемого состава обеспечивает повышение термостойкости чугуна на 24-29% и степени усвоения магния на 27-32%. Применительно к отливке кокилей для прокатных валков это обеспечит повышение их стойкости, снижение расхода металла и улучшение качества валков.

Экономический эффект от применения брикета заявляемого состава для получения кокилей для прокатных валков составит 592 тыс. рублей.

Формул а изо бретени я

Брикет для модифицирования чугуна,

содержащий магний, графит и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости чугуна, степени усвоения магния, он дополнительно содержит титан,

медь и пылевидные отходы производства лигатуры ФСМ г5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Магний6-8

Графит.2-5

Титан4-12

Железо25-35

Пылевидные отходы произ-- водства лигатуры ФСМ г520-35

МедьОстальное.

Таблица 1

Изобретение может быть использовано при получении брикета для модифицирования чугуна преимущественно с еермикуляр- ной формой графита, применяемого для получения отливок, эксплуатирующихся при термоциклических нагрузках. Сущность: брикет содержит, мзс.%: магний 6-8, графит 2-5, титан 4-12, железо 25-35, пылевидные отходы производства лигатуры ФОМг 5 20-35, медь - остальное.

Составы исследуемых брикетов

- брикет-аналог (а.с. I, 11 ); брикет-прототип (а.с. f. t6l124).

Результаты сопоставительных испытаний

-брикет/аналог (а. с. К 1Ю9М2); - брикет-прототип (а,с. tf 461124); ) -брикет заявляемого состава

- железо-кремний-магний-кальчиевая лигатура;

Таблица2