Способ модифицирования чугуна Советский патент 1978 года по МПК C21C1/00 

(54) СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ЧУГУНА

1

Изобретение относится к питейному производству, в частности к попученгао отпивок из чугуна с шаровидным графитом путем модифицирования металла непосредственно в форме.

Известен способ получения чугуна с. шаро видным графитом под названием-ЗптоЕЗ Г процесс, по которому присадка модифицирующих элементов проводится в литниковую систему литейной формы.

С цепью стабилизации процесса модифицирования по всему объему поступающего метаппа в форму предусматривается омывание жидким металлом модификатора, предварительно помещенного в специальную попость, выполненную в нижней попуформе l.

Основным недостатком известных способов внутриформенного модифицирования металла является нестабильная степень усвое-ния модификатора металлом во времени по ходу течения его в литниковой системе, так как расположенный в литниковой системе или реакционной камере модификатор нераВ номерно растворяется в струе Ь5етапла. В начале заливки, до попнот-о прогрева модификатора жидким металлом, процесс модифицирования является недостаточно полным и первые порции металла () поступают в форму с низким остаточным содержанием модифицирующих элементов, недостаточным для полной сфероидизации графита (MgocT. л.ин.). Только спустя некоторое время ( Т ,о,д. ) процесс модифицирования стабипнзируется.

Использование модификатора с высокой скоростью растворения, зависящей от его теппофизических свойств и температур плавления, приводит к резкой интенсификации процесса модифицирования и ускоренному расходу модификатора по ходу течения жидкого металла в литниковой системе. В.результате этого последние дозы металла ( Q отд.. ) могут быть недостаточно модифицированными, т. е. с низким остаточным содержанием в металле модифицирующих .элементов.

С целью повышения качества модифицирования и обеспечения полной сфероидиза- ции графита по всему объему отпивки NJO- дификатор вводят в реакционную послойно, причем в нижний слой вводят модификатор со скоростью растворения меньшей, чем у модификатора верхнего слоя, масса которого равна 5-30% от обшей мао сы модификатора. Верхний слой модификатора состоит из смеси, обладающей высокой скоростью раство рения, например 1О-20% порошкового магния и дробленый ферросилиций - остальное. Под этим слоем укладывают слой модификатора, например Fe-Si Mgr,Fe-5i-Mgr-Cci, Ni-Mg или другой модификатор, обладающий более низкой скоростью растворения по сравнению со смесью порошкового магния с ферросили miev. При поступлении струи металла в литниковую систе гу и соприкосновении его с верхним слоем происходит достаточно полно модифицирование первых порций металла, и масса отл-нвки с зaнижeнны остаточным содержанием магния (Оотл,.) Резко уменьшается. В это врехгя нижний слой модификатора прогревается и после использования верхнего слоя активно вступает во взаимодействие со струей жидкого металла, не нарушая стабильности процесса модифицирования. Таким образом, время от начала реакции юдифицирования (.) - достижения минимально необходимого содержания остаточ}юго магния в металле резко сокращается, и эффективность внутриформенного модифицирования металла повыщается. Л р 1г м е р 1. Сфероидизирующее модифицирование чугуна при отливке заготовок направляющих втулок клапанов дизель-компрессора массой 44 кг осуществляют непосредственно в питейной форхге. Реакционную камеру загружают модификатором в два при ема: 1 ижний слой - молотая лигатура ЖКМ 6 (7,23%Mg 0,32 Са, 61,75 5i , остальное-железо), верхний слой-механическая смесь, состоящая из 15% порошкового магния AU№ 1; 7 О .о дробленого ферросилиция. ФС 45 и 15% флюса ФФС-95. При общем расходе присадка, равном 1,0% от массы жидкого металла, соотношение ниж}1его и верхнего слоев заряда реакционной камеры составляет соответственно 8О и 20%, Химический состав исходного чугуна следующий: 3,4-3, С; 2,0-2,2%S-i; 0,81,2 МП ; 0,06-0,08 ,015-0,025 S, Формы заливают при температуре 1420-1440-С в течение 30 сек. Подвод металла к отливке-верхний. Микроструктура чугуна по сечению отливки равномерная при полной с юроидизадии графита. Механически характеристики чугуна в литом состоянии соответствуют м. B4GO-2. При загрузке в камеру только 1,О% лигатуры ЖКМК 6 или при расходе .смеси на основе порошкового магния менее от общего объема присадка начало реакции модифицирования задерживается на 3-4 сек и Е нижних частях наблюдается графит пластинчатой формы. При загрузке в камеру только смеси на основе порошкового магния или при его расходе более ЗО% от общего объема присадки растворение модифицирующего заряда реакционной камеры заканчивается раньше, чем форма заполняется жидким металлом. В результате в верхних частях отливки наблюдается графит пластинчатой формы. П р и м е р 2, При получении отливки крышка круглая массой ЗО кг чугуна марки В442-12 сфероидизирующ по присадку загружают в реакционную камеру послойно. Верхний слой-смесь 15% порошкового магния МПФ 1; Iffio ферросилиция ФС 75 и 15% флюса ФФС-95, Нижний слой-смесь дробленой лигатуры ЖКМК 2 ( 5,48% М 15,98% Са, 49,О% S-i . остальное - Fe )с флюсом ФФС-95 при соотношении компонентов 4:1 соответственно. При общем расходе модификаторов, равном 1,2% от массы жидкого металла, соотношение масс нижнего и верхнего слоев присадки составляет соответственно 85 и 15%, Химический состав исходного серого чугуна следующий: 3,6-3,8% С; 2,2-2,4% Si; 0,3-0,4% /Mnj 0,06-0,08% Р; 0,025-0,035% S. Формы заливают при 1400-142О°С в течение 2224 сек. Подвод металла к отливке-боковой. Структура чугуна по высоте отливки-равномерная при полной сфероидизации графита. При использовании только смеси на основе лигатуры ЖКМК 2 в нижних (по расположению в форме) частях отливки наблюдается пластинчатый графит. При использовании только смеси на основе порошкового магния при его расходе более ЗО% от обшей массы присадки модификатор растворяется раньше, чем форма заполняется жидким чугуном. Графит в верхних частях отливкипластинчатый. Формула изобретения Способ модифицирования чугуна, заключающийся в введении в реакционную камеру модификатора, с последуюи1ей заливкой в нее металла, отличаюшийся тем, что, с целью повышения качества модифицирования и обеспечения полной сфероидизации графита по всему объему отливки, модификатор вводят в реакционную камеру послойно, приче г в нижний слой вводят мо603667

дификатор со скор&стью растворения мень-Источники , принятые во внишей, чем у кюдификатора верхнего слоя)мание при экспертизе:

масса которого равна 5-ЗО% от обшей мае-1. Патент ГДР № 78632,

сы модификатора..кп. 31Ъ 27/2О, .