Комплексный модификатор Советский патент 1976 года по МПК C22C35/00 

1

Изобретение относятся к способу сплавов путем плавления и может бьггь использовано в металлургической и машиностроительной промьшшешюсти для повьшюния физико-механических свойств железоуглеродистых сплавов.

В современном машиностроении и металлургии используется много деталей, механизмов машин, изготовленных из бескремнистых и малокремнистых железоуглеродистых сплавов. Повышение их свойств путем модифицирования, как показала практика, является очень зффективным средством. Известные комш1ексные модификаторы для зтой цели малоэффективны и зачастую непригодны из-за содержания в их составе кремния 1 .

Известен, кроме того, модификатор, содержащий (в вес.%):

Кремний30-60

Кальций,барийдо 15

Марганецдо 15

Минимум 4 элемента, выбранных из группы:

церий, лантан, ниобий

штан ванадий, цирконий,

алюминий и бор20-40;

ЖелезоОстальное 2

Недостатком этого модификатора является то, что в его составе содержится (30-60%), а также отсутствует такой эффективньш элемент-модификатор, дегазатор, десульфуратор, как магний.

Целью изобретения является разработка состава бескремнистого комплексного модификатора на основе охлава -Са-РЗМ для модифицирования железоуглеродистых сплавов, содержащего магний, кальций, барий, редкоземельные металлы, алюминий, бор, цирконий, железо.

С целью повьцнения эффективности модифицирования, новьшюния физико-механических свойств сплавов компоненты в предлагаемом комплексном модификаторе взяты в следующем соотношении (в вес.%):

Магний0,01-4,9

Кальций5-30

Барий0,5-20

Редкоземельные металлы3-50

Алюминий10-50

Цирконий1-20

Бор0,1-5

Ниобий0,1-5

ЖелезоОстальное

Отсутствие в предложенном модификаторе кремния позволяет модифицировать низкокремнистые и бескремнистые сплавы и избежать загрязнения их неметашшческими включениями типа хрупких силикатов.

Нали1ше магния в составе модификатора в указанных пределах (0,01 - 4,9) позволяет эффективно модифищ ровать металл благодаря высокой раскислительной и обессеривающей способности магния, а также влиянию его на уменьшение водорода и азота в металле. Магний вместе с кальцием и редкоземельными металлами способствует образованию шаровидной формы графита в чутунах. Введение в состав модификатора менее 0,017о магния и менее 3% редкоземельных металлов неэффективно, а увеличение содержат1Я магния свыше верхнего предела приводит к увеличению пироэффекта и выбросам металла при введении модификатора в жидкий люталл. При содержании редкоземельных металлов более 50% уменьшается растворимость в модификаторе кальция и бария, которые вытесняются и испаряются в процессе приготовления модификатора.

Барий в модификаторе удаляет серу и фосфор из стали, а вместе с магнием, кальцием и редкоземельными металлами способствует образованию шаровидной формы графита в чугунах.

Введение в состав модификатора менее 0,5% бария неэффективно, а при содержании бария более 20% воздействие мод11фикатора на механические свойства уменьшается, так как снижается содержание остальных элементов.

Кальций, введенньш в состав модификатора, раскисляет и десульфурирует металл, уменьшает угар остальных элементов, уменьшает расход указанных металлов, способствует образованию графита шаровидной формы в чугунах. Введение его в указанных пределах позволяет получать наибольший эффект без снижения концентрации остальных элементов.

Алюминий усиливает раскисляющее действие кальиля, при этом образуются легкоплавкие хорошо удаляющиеся включения. Присутствие его в модификаторе способствует лучшему растворению таких трудно растворимых в железоуглеродистых сплавах элементов, как магний, кальций, редкоземельные

металлы, барий, чем способствует лучшему протеканию процесса модифицирования.

Бор, цирконий, ниобий в указанных концентрациях способствуют графитизации чугуна, а при введении модификатора в сталь образуют карбиды, упрочняющие металлическую матрицу, измельчающие зерно, повышающие физико-механические и служебные свойства стали.

Комплексньш модификатор изготовляется металлотермическим способом и представляет собой сплав.

Комплексный модификатор в количестве 0,1-2,0% (в зависимости от состава железоуглеродистого сплава) вводится в жидкий металл. Для улучшения усвоения модификатора рекомендуется вместе с ним вводить флюсы, такие, как плавиковьш шпат или другие, содержащие кальций, магний, а также другие щелочные и щелочноземельные металлы.

Формула изобретения

Комплексный модификатор для модифицирования железоуглеродистых сплавов, содержащий кальций, барий, редкоземельные металлы, алюминий, бор, цирконий, ниобий, железо, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности модифицирования, повышения физико-механических свойств сплавов, он дополнительно содержит магний и компоненты взяты в следующем соотношении (в вес.%) :

Магний0,01 -4,9

Кальций5-30

Барий0,5-20

Редкоземельные металлы3-50

Алюминий10-50

Цирконий1-120

Бор0,1-5

Ниобий0,1-5

ЖелезоОстальное

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Ващенко К. И., Софрони Л. Магниевьш чугун, М, 1960 г.,стр. 5-8.

2.Патент США №3383206, Ш1. 75-128, 14.05.68. опубл. в 1972 г.