Комплексный модификатор Советский патент 1977 года по МПК C22C35/00 

1

Изобретение относится к составу модификатора для дозвтектических чугунов и заэвтектоидных сталей.

Известен модификатор для чугуна, содержащий марганец, кремний, железо и силикомишметалл, в котором компоненты взяты в соотношении: силикомишметалл 5-20% и основа - ферромарганец 1.

Недостатком известного модификатора является появление «отсера при увеличении толш,ины стенок отливок, низкая усвояемость РЗМ и других элементов, больнюе газовыделение.

Целью изобретения является разработка состава модификатора, уменьшающего структурные изменения в чугунах и сталях, сокращающего цикл графитизирующего отжига и повышающего качество металла.

Для этого в состав модификатора введены металлический цинк и борная кислота в еледующем соотнощении, вес. %: ферромарганец 25-31, металлический цинк 31-37, силикомишметалл 5-11 и борная кислота 27-33.

Модификатор вводят в расплав в количестве 0,05-0,07% к весу жидкого металла предпочтительнее в измельченном виде в бумажных пакетах на струю металла при выдаче его е раздаточные литейные ковши.

Оитимальные значения отбеливаемости и отжигаемости чугуна при высоких значениях

2

механических свойств достигаются при использовании комплексного модификатора, в котором отбеливающие компоненты (металлический цинк и ферромарганец) н графитизирующие (борная кислота и силикомишметалл) взяты в соотношении 3 ; 2.

Примеры выполнения составов модификатора с предельными значениями в.ходящих компонентов, %: металлический цинк 37, ферромарганец 31, силикомишметалл 5 и борная кислота 27, который может быть использован при производстсе отлпвок с толщиной стенок 40 мм и более; металлический цинк 31, ферромаргаиец 25, борная кислота 33 и силикомишметалл 11, который способствует сокращению продолжительности графитизации, но может быть использован при производстве тонкостенных отливок (до 16 мм). При производстве отливок с толщиной стенок 30-40 мм содержание графитизирующих элементов в модификаторе не должно превышать 40%.

При модифицировании предложенным составом комплексного модификатора устраняется анизотропность структуры доэвтектического чугуна и заэвтектоидных сталей и повышается качество сплавов. Метастабильность цемента в отливках повышается, а продолжительность графитизирующего отжига сокр щается.

Например, при модифицировании доэвтектического чугуна с содержанием 2,5-2,8% С и 1,15-1,45% Si, выплавленного дуплекс-процессом, 0,055-0,065% ряда добавок в литейных раздаточных ковшах при 1400-1440°С получено сокращение цикла графитизирующего отжига с 21 ч 40 мин до 16-18 ч, повышение отбеливаемости до 40 мм и повышение механических свойств ковкого чугуна в отливках.

После графитизируюш,его отжига в толкательных электропечах с выдерл кой в течение 3,5 ч при температуре первой стадии графитизации 950-980°С, быстрого охлаждеиия до 760°С и выдержки 5,5 ч при 760-720°С ковкий чугун в отливках имел ферритную структуру с включениями углерода отжига (12-60 включений на мм) удельный вес 7,25- 7,39 г/см твердость 141-157 НВ, ударную вязкость 1,65-1,78 кгм/см и предел ирочности при кручении 37-40 кгс/мм. Механические испытания 16 мм стандартных образцов показали, что относительное удлинение ковкого чугуна и предел прочности при растяжении соответствуют марке КЧ 37-12.

Наиболее высокие механические свойства получены на образцах при модифицировании следующими составами предложенного комплексного модификатора, %: борная кислота 33, силикомищметалл 7, ферромарганец 28 и металлический цинк 32, а также борная кислота 30, ферромарганец 30, силикомишметалл 10 и металлический цинк 30.

Увеличение содержания в комплексном модификаторе отбеливающих элементов до 62-

67% приводило к увеличению общей продолжительности цикла графитизирующего отжига, повышению твердости ковкого чугуна до 157- 181 НВ и увеличению количества перлита в микроструктуре ковкого чугуна после отжига в течение 16-18 ч. Диалогичные результаты полумены при использовании модифицирующих добавок, составленных по данным аналогов, например из 85% ферромарганца и 15% сил и ко м и ш м ета л л а.

Металлографические исследования отливок и ступеичатого клииа выявили повышение отбеливаемости и плотности доэвтектического чугуна и заэвтектоидных сталей при использовании комплексного модификатора предложеиного состава по сравнению с аналогами.

Формула изобретения

Комплексный модификатор, содержащий ферромарганец и силикомишметалл, отличающийся тем, что, с целью торможения выделения первичного графита в заэвтектоидных сталях и доэвтектических чугунах и ускорения процесса графитизации при отжиге отливок, он дополнительно содержит цинк и борную кислоту, при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Борная кислота27-33

Цинк31-37

Силикомищметалл5-11

Ферромарганец25-31.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР №360391, кл. С 22С 35/00, 1970.