Графитизирующий модификатор для обработки серого и высокопрочного чугуна Советский патент 1979 года по МПК C21C1/00 

(54) ГРАФИТИ5ИРУЮЩИЯ МОДИФИКАТОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ СЕРОГО И ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА

Изобретение относится к мёталлур гичзскому производству пресс-порсэшт ков, ферросплавов, и лигатур, а име но к изготовлению модификаторов в ,виде компрзятнах вкладышей кпя графитизируювдего модифицирования жидкого чугуна, преимуществейНо э лите ных формах. Известны графитизируюгцне мoднф Iкаторы-вклсшыши, изгбтовленйие из 75%-ного ферросилиция с присадкой кальция, раздробленного на Зёрна размером 0,2-1,0 мг, на натриевсэм жкдкам стекле 1. ЛедосТатком этого модификатора является низкий эффект модифицирования, неуловлетворЯющий литейное производство. . Известен также графитизирующий модификатор, содержащий 95% 75%-нрго Ф-эрросиллцил с присадкамя 1,010,0% Zr, 1,0-15,0%, Ва или 0,51,0% Sr (от массы ферросилиция), раздробленного на зерна размером 1,5-3,0 мм, и 5,0% жидкого стекла Эти модификаторы имеют малый уде .ный вес, обладают низкой графитизярую,щей способностью, плохо, смачиваются жидким чугуном, разрушаютс непалнбстью (на 50-60%) и неравномерно растворяются . в обрабатываемом чугуне и псплываот вверх в застойные зоны, литниковой системы формы, а также частиг но попадают, если не принять специальных мер, в рабочие полорти формы, т.е. имеют низкий эффект модифицирования, что требует повышенного их расхода. ЦЭ.льго данного Изобретения яёляется увеличение графйтизирующей способности. Обеспечение равномерного растворения и повышенной усвояемости исдиФи кат ора в процессе заливки лятейной формы. Для достижения указанной цели графитизирующий модификатор-вкладыш дополнительно содержит графит марки ,СКК дисперсностью до 250 мкм, а в качестве связующего-использована ;оловяннЬ-фо&фористая бронза при следуюлем соотношениии компонентов, вес.%: 75%-ныЯ ферросилиций фракцией 0,4-3,0 мм 61-66 Стронций фракцией 0,4-3,0 мм0,4-2,0 Графит марки CKIC дисперсностью до 250 мкм8-12

Бронза оловянно-фосфористаяОстальное

Высокое графитизируюа1ее, действие модификатора достигается за счет введения в его состав тонкодисперсного графита СКК и оловянно-фосфористой бронзы.

Вводят в состав модификатора марки СКК диспресностью до 250 мкм в заданных количествах повЬлпает графитйэирующую способность модификатора и длительность модифицирующего эффекта благодаря тому, что мельчайшие частицы графита являются в обрабатываемом чугуне готовыми естественными центрами графитизации, которые при примененяемых температурах заливаемого чугуна не исчезают с течением времени.

ПримененИ|Э графита с размером частиц более 250 мкм не эффективно, так как чем крупнее частички графита, тем меньше естественных центров графитизации в чугуне и тем резче они ослабляют металлическую матрицу чугуна, понижая механические свойства чугуна.

Ввод оловянно-фосфористой бронзы; также способствует повышению графйтиэирующей способности модификатора,так как она содержит медь, олово и фосфор, являющиеся графитизирующими химическими элементами.

Равномерное растворение и усвоение модификатора достигается за счет использования в качестве связующего определенных количеств оловяно-фосфористой бронзы, имеющей температуру плавления ru935°c. В таблице предсталены составы описываемого и для сравнения известного модификаторов и результаты испытаний.

63 64 58 59 61 59 61 64 65

1 2 3 4 5 б 7 8 9

Модификаторы в виде вклад дией включали дробленный 75%-ный ферросилиций зернами 0,4-3,0 мм, стронций марки СтМ-2 зернами 0,4-3,0 мм, тонкодиспергированный графит марки СКК и аповяно-фосфористую бронзу Оф lO-i,

Модификаторы-вкладыши изготавливали следующим образом.

Сначала в плавильном агрегате плавили серийно выпускаемый ферросилиций ФС 75 и в полученный расплав вводили стронций СтМ-2 в количестве 0,42,0% ОТ-массы расплава. Затем расплав стронциевого ферросилиция зат ливали в металлические изложницы. После затвердевания и охлаждения ферросилиций, содержаший 0,4-2,0% стронция, дробили на зерна размером 0,43,0 мм. Зерна стронциевого ферросилиция, мельче 0,4 мм и крупнее 3,0 мм, отсеивали.

Затем в плавильном агрегате расплаляли оловянно-фосфористую бронзу ОФ 10-1.В этот расплав перед заливкой вводили тонкодиспегированный графит СКК,получая при этом смесь расплава бронзы со взвешенными на нем мельчайшими частичками графита (т.е.металлосуспензию).

Параллельно готовили дозы раздробленного ферросилиция со стронцием, которые помещаши в металлические формы-изложницы, имеющие рабочие полости в виде цилиндров диаметром 6,65 мм, высотой 8 мм и прямоугольные призмз размером 15x15x8 мм.

Заливку суспензионной смеси расплава бронзы (металлосуспензии) в формы осуществляли при температуре 1030 1050°С.

Таблиц а

8,5

5,0 4,0 8,7 3,5 8,2 8,5 3,0 3,0 9,3 3,7 8,0 3,2 8,4 3,4

9,1

9,8 3,2

К) Точное время;,, по истечении которого модификатор-вкладыш, при ус-. ловиях:эксперимента, разрушается и в месте установки не; обнаруживается. Зерна модификатора, покрытые оболочкой жидкого стекла, были обнаружены в элементах литниковой системы и в теле отливок - образцов.

После затвердевания и охлаждения модификаторы-вкладыши извлекали из рабочих полостей форм-изложниц.

Для приготовления модификатора Известного состава раздробленный ферросилиций, содержащий стронций, перемешивали с 5КИДКИМ стеклом. Полученную смесь заформовывали в формыизложницы и отверждали путем газового перегрева до 20О-300°С и подвергали испытаниям.

К-ак видно из таблицы ,описываемый графитизирующий модификатор-вкладьаш, по сравнению с известным, имеет графитизирующую способность, характеризующуюся величиной отбела в 2,0-2,6 раза выше, обладает более равномерной и продолжительной растворимостью.

Кроме того, этот модификатор имеет удельный вес на 35-50% выше, чем известный. Благодаря этому его можно устанавливать в литейной форме без Специального закрепления.При этом установлено, что оптиманое содержание графита СКК в модификатор находится в пределах 8-12%. При повышении содержания графита (смесь 5) и недостаточно высокой температуре заливаемого чугуна значительная частьего плохо усваивается жидким металлом и остается в металле отливо в виде скоагулированных графитовых включений, понижая этим механические свойства чугуна. При уменьшении содержания графита (смесь № I) эффект модифицирования получается невысоким из-за недостаточного количества искусственно введенных готовых центров графитизации.

Оптимальное содержание олозяннофосфористой бронзы в модификаторе находится в пределах 20-30 вес.% (смеси № 7-10), что соответствует оптимальному содержанию 75%-ного ферросилиция в количестве 61-66 вес.%. При увеличении ее количества (смесь 6) сокращается продолжительность

.растворения модификатора при одно20временном понижении его модифицирующего эффекта, г. при Уменьшении ее содержания (смесь № 11) практически невозможно регулиррвг ть процесс растворимости).

25

Использованием графитизируюшего композитного модификатора для модифицирования серого и высокопрочного чугуна в литейных формах,по сравнени

30 с известным, дает возможность исключ операцию графитизирукицего отжига, благодаря получению чугунных отливок без отбела, и повысить анизотропност свойств металла отливок, благодаря

35 равномерности растворения, повышению 5 своения модификатора и Однородного модифицирования во всем объеме заливаемого в форму металла. Кроме того, благодаря полному усвоению модифи40катора представляется возможность сократить его расход примерно на 30%

Модификатор в виде вкладыией рекомендуется применять, преимущественно при автоматизированной заливке форм

45 посредством автоматических заливочно-дозирующих устройств, преимущественно при производстве отливок массой до 200 кг. Возможно применение модификатора также при ковшевой об50работке чугуна, на желобе плавильного агрегата и т,п.

Формула изобретения

55

Графитизирующий модификатор для обработки серого и высокопрочного чугуна, преимущественно, в литейных формах, содержащий 75%-ный ферроси60лиций, стронций и связующее, отличающийся тем, что, с Целью увеличения графитизирующей способности, обеспечения равномерности растйорения и повьиения усвояе65мости модификатора, он дополнитель.., - . ffjr----г

:

7692857g

но содержит графит.марки СКК писперс- дисперсностью до

ностью до 250 мкм, а в качестве связу- 250 мм8-12

ющего содержит ойовянно-фосфорйстую Бронзаоловянно--4 осбронзу при след1 ю1цем соотношении ком- фористаяОстальное

донентов, .Источники информации,

75%-ный ферросилиций5принятие во внимание при экспертизе

фракций 0,4-3,0 мм 61-661. Патент США 3851700,

Стронций фракциейкл. 164-57, 1974. 0,4-3,0 мм 0,4-2,0 2. Патент Франции №. 224266,

Графит марки СККкл. С 21 С 1/08, 1975,