Присадка для обработки металла магнием и магниевыми сплавами Советский патент 1977 года по МПК C21C7/00 

(54) ПРИСАДКА ДЛЯ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛА МАГНИЕМ И МАГНИЕВЫМИ

СНЛАВАМИ Берут пористую спрессованную структуру из железосодержащего металла, пригодную для пропитки расплавленным шгнием и содержащую массу частей скрапа железосодержащего металла, сжатых вместе в произвольном направленнл и образующих взаимно соединенную сетку, при этом масса нмеет плотность 1,2 - 4,0г/см, пористость 50-85% н предел прочности на поперечное растяжение, по крайней мере, 0,14 кг/см, предпочтнтельнбую крайней мере, 0,176 кг/см. Пористая сетчатая гллсся из железистого металла содержит лабиринт промежутков между спрессованными, взаимо сцепленными частями скрапа. Эти промежутки заполняются расплавленным металлическим магнием путем погружения такой сепси из железистого металла в расплавленный металлический магний и затвердевания расплавленного металла, талюлняющего все промежутки пористой сетчатой массы. Количество магния, которое можно - импрегннровать в указанную массу из железистого металла, составляет 18-55% по весу пропитанного тела. Этот продукт применяют для обработки железистых расплавов с иелью их десульфурации, а также с целью получения чугуна с шаровидным графитом. Обычно для десульфурации I т расплавленного чугуна используют около 340-680 г металлического магния. Для получения 1 т шаровидного графита расходуют 1361-2268 г магния. Пористую спрессованную структуру из железистого металла получают путем выбора металлнческих частей скрапа, в частности токарных стружек, следующих размеров, мм: Длииа45,72-228,6 Ширина40,656- 25,40 Толщина0,254- 25,40 Части металлического скрапа в пределах указанных величин обычно имеют объемную плотность, 0,1 -1,0 г/см. Далее металлические части прессуют при давлении 0,078-1,238 т/см с целью формования железосо держащей металлической сетки, имеющей плотность 1,2 - 4,0 г/см. Пористость такой сетки 5085%; предел прочности на растяжение в поперечном направлении 0,1406 кг/см. С целью заполнe шя промежутков указанную железосодержащую металлнческую сетку погружают затем в расплавленный металлический магний и выдерживают там в течение нескольких минут. Пропитанное тело удаляют из расплавленного магння и подвергают охлаждению с целью затвердевания расплавленного магния, предпочтительно в отсутствии окисляющей атмосферы. Одним из способов охлаждения пропитанного спрессованного металлического тела являет ся его погружение в масляную ванну. Конечный продукт имеет пористую структуру, содержащую спрессованную металлическую сетку, пропитанную металлическим магнием. Эта композиция содержит, по крайней мере, 18% металлического ма1ния по весу от общего веса пропитанного металлического тела. Описьгеаемая пористая железосодержащая металлдаеская сетчатая структура при пропитке ее магнием по своим качествам превосходит пористые тела известного технического уровня. Предлагаемое пористое тело не только обеспечивает и сохраняет магний в количестве более 18% от общего веса пористого тела, но при использовании его для десульфурации чугуна указанное пропитанное пористое тело освобождает металлический магний в течение короткого промежутка времени, не вызывая бурной реакции. Это пористое тело имеет такую прочностную структуру, которая сохраняется тогда, когда освобождается магний. Кроме того, пористое тело можно делать из легко доступных сырых матерналов. Если плотность спрессованной железосодержащей металлической сетки ниже 1,2 г/см , колнчество магння, пропитывающего спрессова1шое металлическое тело, выше 55% по весу. При этом наибольшем ресовом пределе объем магния занимает 85% общего объема пропитанного -спрессованного металлнческого тела. При наличии большего количества магния в пропитанном теле (при десульфурации чугуна) металлическое тело оказьшается очень слабым в структурном отношении, так как магний растворяется в расплавленном чугуне, а реакция протекает очень бурно. Если же плотность спрессованного железосодержащего металлического тела выше 4,0 г/см, то количество магння, заполняющее спрессованное тело, ниже 18% по весу. При указанном содержании магния количество магння на весовую единицу металлического скрапа слишком низкое, что приводит к неэкономической операции. Если к расплавленному чугуну добавить избыточное количество металлического скрапа с магнием, то это может привести к чрезмерному охлаждению расплавленного металла. Если металлический скрап будет слишком плотным, то при низком давлении брикеты не удерживаются вместе. Если прн изготовлении прлменяется высокое давление, то брнкеты не имеют достаточной пористости для заполнения необходимым количеством магния. I Части металлического скрапа включают чугун с шаровидным графитом и т.п., наиболее предпочтительна сталь. Если части металлического скрапа слищком короткие, слишком толстые, слишком ujHpOKHe или очень плоские, то для получения необходимой структурной прочности следует применять значительно более высокие давления и, следовательно, спрессованное тело будет чрезмерно плотным, что привод(т к низкому проценту инфильтрации магния. Наиболее желательными видами металлического скрапа являются те виды, которые имеют несимметричную форму и ра:1лич11ые диапазоны pajMepoB. находящиеся в пределах определенных типоразмеров.

Наиболее желательные виды скрапа - тонкая токарн стружка, короткие обрезки и тл.

Описьшаемые спрессованные металлические лористые тела можно пропитьшать также сплавами; наиболее желательными отлавами для прО1Штки являются магниевые сплавы, содержащие щелочноземельные металлы, магний, кремний, и редкоземельные металлы (церий, лантан) шш редкоземельные сплавы (мишметалл) и смеси этих металлов. Под магний подразумевается металлический магний или сплавы 1 кталлического магния.

Как правило, металлический скрап имеет масляное покрытие. При необходимости это покрытие

можно удалить перед пропиткой. Один из способов обезжиривания заключается в нагревании скрапа с выжиганием масла. Нагревание можно проводить до и после прессования. Однако экономически целесообразным яв шется прессование металлического скрапа с последующим нагреванием спрессованного металла с целью удаления масла и сд11овременного предварительного нагрева металла перед его введением в расплавленный магний для пропитки,

Если спрессованный металл подвергается предварительному нагреву перед введением в расплавленный магний, необходимо исключить чрезмерное окисление металлического скрапа. Имеющийся окисел может вступить в реакцию с металлическим магнием, способствовать бурной реакции во время последующей обработки железосодержащих расплавов и вызвать значительное потребление магния, что снижает эффективность.

Установлено, что в период стадии предварительного нагрева весовое содержание металлического скрапа, спрессованного в виде сетки, вследствие окисления не должно превышать приблизитепьно 3%, предпочтительно не более приблизительно 1%.

Величина окисления удерживается в определенных пределах, если температура предварительного нагрева в воздухе 260 - 538° С . Можно применять температуру порядка 649° С, если продолжительность предварительного нагрева не больше одного часа. При осуществлении предварительного нагрева в неокислительной атмосфере диапазоны температур предварительного нагрева не имеют решающего значения.

Во избежание реакц1.и магния с влагой необходимо обеа1ечить правильное хранение пропитанных магнием тел путем герметизации пропитанных теп в соответствующем резервуаре или путем снабжения инфильтрованных тел осушающим реагентом в металлическом сосуде с плотно пригнанной крышкой.

Формула изобретения

1. Присадка для обработки металла магнием и магниевыми сплавами, содержашдя пропитанные магнием пористые материалы, отличающаяся тем, что,/с целью повышения степени использования магния, в качестве пористого мате ала использована спрессованная, механическая смесь стального скрапа и стружки при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Магний 18-55

Смесь стального

скрапа и стружкиОстальное

2. Присадка по п. 1,отличающаяся тем, что в качестве мапошсодержащего реагента использованы магниевые сплавь;.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

l.DuMondT. С. Iron Аае, 1973, 211, N 24, с. 75-77.