Модификатор Советский патент 1977 года по МПК C22C9/02 

(54) МОДИФИКАТОР

Изобретение относится к области цветной металлургии и литейному производству, а именно к выплавке лигатур на медной оонове и изготовпе1шю отливок из оловянистых бронз с повышенными свойствами.

Известен модификатор следующего химического состава, вес.%:

Сурьма-30,0.

Никель10,0

Олово60,0 i.

Не остатком этой лигатуры является то, что она мало влияет на микроструктуру оловянистых бронз, не способствует повышению дисперсности фаз, мало влияет на повышени упруго-пластических, прочностных и антифрикционных свойств обрабатываемых сплавов. Кроме того она не оказывает влияния на ликвационные процессы, сильно развитые в оловянистых бронзах.

Поэтому в состав лигатуры нeoбxoди iO вводить элементы, обладающие модифицирующим действием на меднооловянистые сплавы и обеспечивающие повышение их физикомеханических свойств.,

Цель изобретения - повышение механических свойств кшдлых сплавов.

Достигается это тем, что модификатор, включающий , никель и олово, дополнительно содержит .фосфор, цирконий и медь при следующем соотноше1П1и компонентов, вос.%:

Сурьма0,01 - 5,0

Никель0,5 - 6,0

ОловоЗО,0 - б5,0

ФосфорО,О1 8,5 .

ЦирконийО,О5 - 3,2

МедьОстальное.

Химический состав известного и предлагаемого модификаторов приведен в табл. 1.

Из данных таблицы 1 видно, что сплаве с обозначением 1 является сплавом-прототипом, а сплавы с обозначением II-VIIкюдифицирующим сплавом предлагаемого состава с различным содержанием элементов, Сплав II содержит минимальное количество сурьмы, мало никеля и циркония. Благодаря высокому содержанию олова и фосфора сплав имеет сравнительно низкую темпер&туру плавления. V сплава III, содержащего 31,8% олова, температура плавления выше, однако степень усвоения уменьшается незначительно. Сплав IV имеет со сплавом 111 аналогичные температуры плавления и степень усвоения. Сплавы 4-V1I имеют самый низкий температурный интервал плавления и почти полностью усваиваются базовым сплавом. Полученные лигатуры составов II-V И использовали для получения оловянистофосфористой бронзы марки БрОФ1О-1. Для получения бронз в печи МГП-102 в графитовом тигле плавили катодную медь. В процес се плавки медь перегревали до 1160 120О°С. Затем одну бронзу получали из чистых материалов путем ввода в медь оло ва и фосфористой меди, а остальные бронзы получали при использовании модифициру.ющих сплавов IlAT с небольшой подшихтов кой металла оловом и фосфористой медью. Присадки вводили в период выпуска металла или на дно подогретого графитового тигля, использованного для разливки бронзы. Полученную бронзу перемешивали графитовым стержнем, выдерживали в ковше, счишали с поверхности металла шлак, и бронзу температурой 1130-116О С разливали по формам. Из полученных опытных отливок получали темплеты для исследования микрострук1;уры и ИЗГОТОВЛЯЛИ образцы для определения прочностных и антифрикционных свойств бронз. Соде1 кание сурьмы и фосфора в модифицирующем сплаве в количестве меньшем 0,О1% не.оказывает влияния на свойства оловянистых бронз. Повышение содержания сурьмы больше 5,0% не (ационально, так Как появляется повышенная хрупкость бронзы. Использование в составе сплава бопь- ше 8,5% фосфора приводит к уменьшению антифрикционных свойств бронз, благодаря увеличению количества и крупцости.фосфид- ных включений и росту дендритов при первичной криссталлизации. При содержании в сплаве меньше 30,0% олова антифрикционные свойства бронз нахо дятся ; на низком уровне. При содержании олова больше 65,0% наблюдается незначительный рост антифрикционных свойств. Учитывая дороговизну олова, его содержание в сплаве должно ограничиваться 65,0%. Никель вводится в состав сплава для повышения прочностных и антифрикционных свойств бронз, уменьшения ликвидационных процессов и улучшения микроструктуры металла. При содержании в сплаве меньше 0,5% никеля его влияние на структуру и свойства бронзы мал© заметно. При содержании в сплаве больше 6,0% никеля не отмечается дальнейшего измельчения первичной микроструктуры и свойства бронз повышаются незначительно. Ввод в состав модифицирующего сплава циркония способствует значительному измельчению фаз в микроструктуре бронзы и приводит к повышению прочностных и антифрикционных свойств металла. Содержание в сшдаве циркония в количестве меньше 0,05% не оказывает влияние на микроструктуру и свойства бронзы. При использовании в сплаве больше 3,2% циркония наблюдает ся уменьшение дисперсности фаз, выделившихся при первичной кристаллизации, а это приводит к ухудшению свойств оловянистых бронз. Оловянистофосфоритная бронза БрОФЮ-1, обработа шая предлагаемым модификатором, при заливке образцов в землю имеет следующие свойства: Предел прочности, кг/мм 26,6-30,1 Относительное удлинение,% 3,4- 5,3 Твердость не, кг/мм 9О -95 Коэффициент трения0,0065-0,008 Свойства бронзы, полученной при использовании чистых исходных материалов (1) при отливке образцов в землю следуюшие: Предел прочности при растял ении, кг/мм 25,6 Относительное удлинение, % 3,0 Твердость НВ, кг/мм 0,009 Свойства бронзы БрОФ1О-1, обработанной известным и предлагаемым модификаторами, приведены в табл. 2

30,8

8,36 0,1 3,64 4,83 1,23 5,ОЗ 1,62

8,24

8,21 2,86

Я8,27 3,47

Таблица 1

10,3

Остальное

0,21

0,7 0,34

0,9 То же 0,87 - о

4,2 1,27

4,7 2,68

5,8 1,73

5,92

Таблица 2