Модификатор Советский патент 1983 года по МПК C21C1/00 

(Sii) МОДИФИКАТОР

1

Изобретение относится к металлургии чугуна и стали, а конкретнее к /лигатурам и модификаторам, испольЗуемым для повышения физико-механических и эксплуатационных свойств чугуна. /

В настоящее время для повышения физико-механических и эксплуатационных свойств чугуна широко используется модифицирование расплава комплексными добавками.

Известно применение для повышения износостойкости чугунных деталей работающих в условиях трения-скольжения, следующего модификатора,%: ферросилиций ФС-75 0-80; графит 8-25; бор - остальное. Указанный модификатор способствует некоторому повышению износостойкости чугуна за счет измельчения эвтектического зерна и упрочению металлической матрицы Cl DОднако при повышенных удельных давлениях износостойкость чугуна.

обработанного этим модификатором, не обеспечивает надежность и долговечность трущихся пар.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является модификатор следующего состава, вес.: графит 80-20; ферросилиций 20-80.

Этот модификатор способствует повышению износостойкости чугуна при

10 удельных давлениях до 1 кг/см С2 3Однако при повышенных давлениях (.свыше 1 кг/см)износостойкость такого чугуна значительно сйижается. Происходит выкрашивание больших час15тичек металлической матрицы, которые, попадая между поверхностями трущейся пары вызывает чрезмерный износ, а при недостаточной смазке приводят к заеданию и поломке пары.

20

Целью изобретения является повышение износостойкости чугуна при работе в паре с фрикционным материалом. .Поставденная цель достигается тем, что согласно изобретению модифи катор, содержащий графит и ферросилиций, дополнительно содержит сурьму и силикокальций при следующем соотно шении компонентов, весД: Графит 10-30 Сурьма 0,5-25,0 Силикокальций 0,5-15 Ферросилиций , ФС-75 ) Остальное Для получения модиф катора в щековой дробилке измельчают сурьму Су 2 (гост 1089-73). ферросилиций ФС-75 irOCTli15-70 ), силикокальций СК-30 (ГОСТ 47,62-71). Гранулысурьмы ;(0,1-3 мм), ферросилиция (l-), сили кокальция Л1-2 Mf ) и порошковый графит смешивают в лопастном смесителе в различном процентном соотношении составляю1цих. Технология модифицирования чугуна таким модификатором не изменяется посравнению с используемой для известного модификатора. Модификатор вводится в ковш под струю 25 ся

металла непосредственно перед заливкой.

Пример. Обработке модификатором подвергается чугун состава, вес.%: углерод 3,3-3,5; кремний 2,02,3; марганец 0,6-0,8; фосфор 0,080,12; сера 0,04-0,07.; хром 0,08-0,15 никель 0,10-0,20..

Модификатор в количестве 0,30% от веса жидкого чугуна вводят в разливочный ковш под струю металла при температуре чугуна - НЗО-ЙбО С. Из модифицированного чуггуна отливают плиты размером 200x 50x30 мм и стандартные цилиндрические образцы ,0 30 мм для определения предела прочности на изгиб, твердости и износостойкости. Износостойкость чугуна определяют на испытательной машине МИ-1М по схеме валик-колодочка. Валик i 40 мм изготовляют из плит модифицированных чугунов, колодочку из холодно-формованного материала на каучуке марки 6КХ-1. Условия испытания: давление 5 кг/см2, скорость скольжения - 2,5 м/с, длительность испытания - 50 ч. Потери на износ определяют весовым методом. Аналогичные испытания проводят с чу9

графита. Благодаря этому исключается отбел, измельчается эвтектическое зерно, улучшается форма графита, упрочняется матрица и повышается износостойкость чугуна. Сурьма и графит, входящие в состав модификатора, образуют в чугуне карбидную эвтектику - Fe C-Fej, которая располагается в межзервнных пространствах матрицы в виде разорванной сетки или отдельных включений. Кальций, образующийся в соответствии с вышеприведенными реакциями, связывает серу и кислород с образованием CaS, СаО.Возможно также образование в расплаве солеобразных частиц карбида кальция с кристаллической решеткой, подобной графиту, которые являются активными зародышами кристаллизации графита. Таким образом, модификатор способствует размельчению эктектического зерна, улучшению форма графита, образованию прочной металлической матрицы с износостойким несущим каркасом из сурмянисто карбидной эктектики.

Экономический эффект от использования модификатора для производства литых заготовок составляет 1бО тыс.руб. в год. 4 Гуном, обработанным известным модификатором. Полученные данные приведены в таблице. Обработка чугуна предлагаемым модификатором снижает износ чугуна на Ц8%, на 17 повышает предел прочности и несколько - твердость. Повышение износостойкости чугуна при модифицировании предлагаемым модификатором объясняется следующим. При введении в расплав модификатора происходит взаимодействие графита с ферросилицием и силикокальцием с образованием частиц карбида кремния железа и кальция по реакциям:Fesuc 5iC + Fe и iCa-«-c SiC + Ca В период охлаждения и кристаллизации расплава в форме карбид кремния разлагается с образованием свободного углерода, который являетактивным зародышем кристаллизации

«II

ьо(О

оI5С

0)S

(О35

SIч

7ЭЭб З 8

Формула изобретенияСиликокальций 0,5-15,0

Модификатор для чугуна, содержа- (ФС-75)Остальное

щий графит и ферросилиций, отличающийся тем, что, с целью $ Источники информации, повышения износостойкости чугуна при принятые во внимание при экспертизе работе в паре с фрикционным материалом, он дополнительно содержит сурь- 1. Авторское свидетельство СССР му и силикокальций при следующем со- № 4l285, кл. С 21 С 1/00, Э7 отношении компонентов, весД: «О 2. Японская заявка N 5 -119318, Графит10-30 ,кл. 10 J 155 (С 21 С 1/10), опублик.

Сурьма0,5-23,0 Г979.

Ферросилиций