Способ модифицирования чугуна Советский патент 1976 года по МПК C21C1/00 

1

Изобретение относится к области черной металлургии и литейпого производства.

Для улучшепия микроструктуры и повышения физико-меха.нических свойств чугупа известен способ тройного его модифицирования ферросилицием или силикокальцием.

Тройное модиф|ИЦИ1рование включает: модифицирование жидкого чугуна при наборе металла в ко.вш дробленным 75%-ным ферросилицием фракции 2-15 мм в количестве 0,3-0,6% от веса жидкого металла, модифт цирование жидкого чугупа в полости формы путем добавки в стояк порошкообразного ферросилиция с крупностью фракции 0,3 - 0,5 мм в количестве 0,09-0,1% от металлоемкости формы и местное поверхностное модифицирование чугуна путем п-рипыливания поверхностей форм и стержней, образующих тонкие сечения отливок, пылевидным 75%ным ферросилицием фракции менее 0,3 мм. Такой способ модифицирования позволяет получить перлитную микроструктуру при одновременной ликвидации отбела в тонких сечениях.

Одпако технология тройного модифицирования требует дробления модификатора до мелких фракций. Модификатор, вводимый в стояк, распределяется неравномерно, имеет неодинаковое действие в различных сечениях отливок и является дополнительным источником газосыделепия. Припыливапие форм и стержней увеличивает запыленность воздуха на рабочих местах, кроме того, модификатор смывается протекающей струей металла и

не всегда дает желаемые результаты.

С целью получения мелкопластинчатого или мелкодисперсного графита, сокращения рас.хода модификатора, уменьшения предусадочпого расширения чугуна и повышения плотности утолщенных частей отливки по предлагаемому способу обработку металла при 1360-1440°С ведут четырьмя-шестью одинаковыми порциями модификатора, составляющими каждая 0,10-0,65% от веса обрабатываемого металла, а интервал времени ввода последующей порции составляет 15 - -30% (3-7 минут) от времени модифицирующего действия предыдущей порции.

Для улучшения микроструктуры и свойств чугуна с пласта1}1чатым графитом в качестве модификаторов опробовано действие различных количеств 75%-ного ферросилиция, графита и алюмипия, а для получения чугуна с шаровидпой формой графита - комплексный модификатор следующего состава, вес. %: Магний6,5

Кальций4,52

Редкоземельные металлы3,86

Алюминий3,28

Кремний58,63

Железо и примесиОстальное

Температура перегрева металла в печи не превышает 1460°С. При использовании в качестве модиф икатора алюминия обработку жидкого чугуна с температурой 1360-1380С проводят последовательно порциями 0,20% от веса металла. Низкая температура ввода алюминия уменьшает его угар и выделяет тепло при раст1ворбнии и окислении алюминия в чугуне, что компенсирует потери тепла при выдержке металла в процессе ввода в чугун порций модификатора.

В;ремя между коицом ввода предыдуп1ей порции и началом ввода последующей 3.0 - -4,5 минут, что примерно составляет 15% от времени модифицирующего действия алюминия. Определепо, что пяти-шестикратное модифицирование чугуна алюминием порциями по 0,2% снижает величину предусадочного расширения в 1,8 - 2,3 раза и при дальнейшем вводе алюминия мало изменяется.

При обработке этого чугуна сразу 1,0 - 1,2% алюминия предусадочпое расширение снижается только на 2,5-35%.

При исследовании для модифицирования графитового порошка определено, что обработка чугупа одной порцией этого порошка в количестве 0,8-0,9% уменьшает величину предусадочного расширения на 1,5-20%, если металл в форму заливается после выдержки в ковше. Если заливку металла проводят сразу после модифицирования, то величина предусадочного расширения может увеличиваться в 1,4 - 1,6 раза.

При последовательной обработке чугуна двумя-тремя порциями порошка, по 0,2-0,4% каждая, величина предусадочпого расширения уменьшается не более, чем на 20-25%, а при обработке чугупа четырьмя-шестью порциями порошка весом 0,10-0,20% от веса обрабатываемого металла и вводе последующей .порции через 3-7 минут после ввода предыдущей порции величина предусадочного расширения чугуна уменьшается в 1,25 - 1,60 раза.

При обработке металла семью и более порциями графитового порошка в количестве 0,10 - 0,20% наблюдается незначительное изменение величины предусадочного расширения по сравнению с величиной, получаемой

при использовании четырех-шести порций порошка. За счет увеличения центров графитообразования и повышения выпадения графита в жидком состоянии можно уменьшить величину предусадочного расширения с

0,8 - 0,85% до 0,35 - 0,40%, т. е. более чем в два раза, а это значительно уменьшает развитие пористости и увеличивает плотность отливки.

Уменьшение размеров графитовых включений позволяет новысить предел прочности в литом состоянии с 47,3 - 49,6 кг/мм до 53,4 - 57,2 кг/мм, относительное удлинение с 4,6 - 5,4 до 6,7 - 7,3, ударную вязкость с 4,6-4,9 до 5,9-6,2.

,.

Формула изобретения

Способ модифицирования чугуна, заключающийся во внепечной обработке металла одной или более порциями модификатора,

отличающийся тем, что, с целью получения мелкопластинчатого или мелкодиспероного графита, сокраш;ения расхода модификатора, меньшения предусадочного расширения чугупа и увеличения плотности утолщенных частей

отливки, обработку металла при температуре 1360-1440 0 ведут четырьмя-шестью одипаковыми порциями модификатора, составляющими каждая 0,1-0,65% от веса обрабатываемого металла, с интервалом ввода последующих порций равным 15 - 30% от времени модифицирующего действия

предыдущих порций.