Модифицирующая смесь для чугуна

 

МСДИФШЩРУЩАЯ СМЕСЬ ДЛЯ ЧУГУНА, ссадержащая магний, графит, ферросилиций и силикомишметалл, отличающаяся тем, что. с целью повышения степени усвоения магния, снижения расхода графитизирующих и стабилизирующих добавок и повышения механических свойств чугуна , она дополнительно содержит стружку медных сплавов и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов , мас.%: 8-12 Магний Графит 8-20 Силикомиш2-15 металл Стружка медных 0,5-8,0 сплавов Жидкое 6-12 стекло Ферросилиций Остальное

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

Ф

РЕСПУБЛИК ф(51) С 22 С 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCH0IVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

2-15 °

0,5-8,0

6 — 12

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЬ1Й КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3691211/22-02 (22) 16. 01. 84 (46) 30.04.85. Бюл. М- 16 (72) В.Г.Горенко, О.И. Шинский, Н.В. Манойло и В.И. Кошелев (71) Институт проблем литья АН УССР

;и Купянский литейный завод им.60-летия Великой Октябрьской социалистической революции (53) 669. 15-198 (088. 8) (56) 1. Ващенко К.И. и Сифрони Л.

Магниевый чугун. Машгиз, 1960, с..8.

2. Авторское свидетельство СССР

11 973654, кл. С 22 С 35/00, 1982. (54) (57) МОЛИФИЦИРУЮщЛя СМЕСЬ для

ЧУГУНА, содержащая магний, графит, ферросилиций и силикомишметалл, отличающаяся тем, что, „„SU„„115297О А с целью повышения степени усвоения магния, снижения расхода графитизирующих и стабилизирующих добавок и повышения механических свойств чугуна, она дополнительно содержит струж ку медных сплавов и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Магний 8-12

Графит 8-20

Силикомишметалл

Стружка медных сплавов

Жидкое стекло

Ферросилиций

Изобретение относится к металлургии и литейному производству и может быть использовано при производстве высокопрочного чугуна с шаровидной формой графита.

Известна модифицирующая смесь для чугуна, в которой содержание элементов взято в пропорции магний: ферросилиций:графит = 1:4:1 (1) .

Недостатком известной модифицирующей смеси для чугуна является то, что обработка ею чугуна сопровождается большим пирозффектом, низким усвоением магния, появлением в микроструктуре чугуна структурно-свободного цементита.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является модифицирующая смесь для чугуна, содержащая магний, графит, ферросилиций и силикомишме талл нри следующем соотношении компонентов, мас.X: магний 10-15» графит 18-301 силикомишметалл 2-25 и ферросилиций - остальное (2) .

Однако ввиду высокой теплонроводности такой смеси она при контакте с жидким чугуном прогревается с высокой скоростью по всему объему, что ведет к значительному увеличению обьема паров магния и выбросу металла из ковша. Кроме того, компоненты смеси не связаны между собой и частично выносятся в результате интенсивного барботажа в ковше, вызванного парами магния. Это снижает степень усвоения. магния, увеличивает расход графитизирующих н стабилизирующих добавок и вызывает большой нироэффект.

Целью изобретения является повышение степени усвоения магния, снижения расхода графитизирукнщих и стабилизирующих добавок и повышение механических свойств чугуна.

Поставленная цель достигается тем, что модифицирующая смесь для чугуна, содержащая магний, графит, ферросилиций и силикомишметалл, дополнительно содержит стружку медных сплавов и жидкое стекло при следующем соотношении компонентов, мас.X:

Магний 8-12

Графит 8-20 .Силикомишметалл 2-15

6-12

При содержании магния ниже 8Х не достигается требуемый эффект модифицирования, поскольку иэ-за частичной потери магния на десульфурацию чугуна и его окисление остаточное содержание магния не позволяет обеспечить получение необходимой формы графита. Содеркание магния в смеси выше 12Х ведет к увеличению пирроэффекта, снижению степени усвоения магния, нестабильности получаемых результат. в по свойствам чугуна, вызывает появление структурно-свободного цементита.

Укаэанные пределы содеркания графита выбраны как оптимальные с точ- ки зрения снижения пироэффекта при модифицировании чугуна магнием и вво да в расплав достаточного количества центров кристаллизации. СодержаСтружка медных сплавов 0,5-8,0

Жидкое стекло

Ферросилиций Остальное

Изобретение основано на использовании добавки жидкого стекла, теплопроводность которой значительно ниже теплопроводности остальных компонентов, замедляющей процесс прогрева смеси, что замедляет испарение магния, а следовательно, устраняет выброс металла из ковша и пироэффект и повышает степень усвоения магния. Кроме того, происходит отвердевание смеси в результате экзотермической реакции между жидким стеклом и ферросилицием. Компоненты смеси оказываются связаны между собой, что .препятствует их всплытию на поверхность чугуна в ковше. Это позволяет снизить расход графитнзнрующих и стабилизирующих присадок.Наличие стружки медных сплавов в составе модифицирующей смеси для чугуна позволяет повысить механические свойства модифицированного чугуна. Кроме того, она утяжеляет смесь, уменьшает скорость ее всплывания и увеличивает степень усвоения компонентов. Указанные пределы содержания магния выбраны из условия получения

35 чугуна с шаровидной формой графита, ысокими механическими свойствами, ысокой степени усвоения магния и ввода модификатора без пироэффекта.

1152970 цессом, при этом смесь была помещена в оболочку из углеродистой стали толщиной 1 мм.

Иодифициронание чугуна предло5 женными составами модифицирующих смесей производили путем ввода специальным устройством брикетов ф

t50x200 мм в ковш с жидким чугуном.

Расход предложенных составов модификатора составил 0,8-1,07., расход известной модифицирующей смеси

1 0-1 37.

Модифицирующую смесь для чугуна

S подготавливали путем перемешивания компонентов в лабораторных бегунах

016; Для изготовления смесей применяли магний гранулированный МГМ-1 (ТУ-6-01-904-74), ферросилиций

ФС75 (ГОСТ 1415-76), силикомишметалл

СЦЕИИШ-1 (ТУ-15-5-76-76), графит в виде измельченного электродного боя, медную стру:кку и жидкое стекло с модулем 2;5, плотностью

1,25 ° 10 кг/м (ГОСТ 13078-67). Брикеты из предлагаемой смеси получали путем самоспекания за счет экзотермической реакции между ферросилицием и жидким стеклом.

Из данных таблицы видно что сосЭ тавы 1 и 2 соответствуют известной модифицирующей, смесь 3 содержит меньше графита и медной стружки, а смесь 10 — меньше жидкого стекла и больше графита. Смеси 4-9 соответствуют по составу предложенной модифицирующей смеси для чугуна.

Применение модифицирующей смеси для чугуна предложенного состава по сравнению, с известной модифицирую. щей смесью позволяет увеличить сте- пень усвоения магния с 22-36 до

51-657, повысить объемную массу смеси с 1,62-1,74 до l,88-2,43 г/см, предел прочности чугуна с 486-497 до

543-574 ИПа, относительное удлинение с 3,8-4,0 до 5,9-6,87., снизить твердость (НВ) с 247-253 до 22027 кгс/мм, ликвидировать пироэффект и наличие структурно-свободного цементита в, тонких стенках отливок.

По сравнению с использованием из вестной модифицирующей смеси за счет повышения степени ее усвоения на

45-577, сокращения расхода смеси на 5-20Х, повышения прочностных свойств на 10-18Х и снижения массы отливок на 5-107 экономический эффект составит 6, 12-6,54 руб.на 1 т годных отливок. нис графита в смеси меньше 87 увеличивает пироэффект и снижает степень усвоения магния, а увеличение содержания эффекта больше 207. снижает прочностные характеристики чугуна.

При содержании силикомишметалла в модифицирующей смеси для чугуна менее 2Х ухудшается форма графита в структуре чугуна, а увеличение в составе смеси силикомишметалла свыше

15Х ведет к появлению структурно-сво бодных карбидов в тонких сечениях отливок

Указанные пределы содержания стружки медных сплавов выбраны с целью обеспечения повышения механических свойств высокопрочного чугуна и повышения его жидкотекучести.

При содержании стружки медных сплавов в модифицирующей смеси для чугуна менее 0,5Х не достигается эффект повышения механических свойств чугуна, а при повышении содержания стружки медных сплавов в смеси свыше

8„0X механическая прочность чугуна снабжается благодаря появлению ликвации меди.

Указанные пределы содержания жидкого стекла выбраны для снижения теплопроводности смеси и обеспечения достаточной связности компонентов модифицирующей смеси для чугуна между собой в период модифицирования.

Снижение содержания жидкого стекла в смеси менее 6Х уменьшает прочность З5 получаеиых брикетов модифицирующей смеси, что ведет к повышению скорости испарения магния.

Повышение содержания жидкого стекла в смеси свыше 12Х ведет к дополни- 40 тельному загрязнению металла неметаллическииы включениями и снижению стабильности эффекта иодифицирования, Составы модифицирующих смесей, использованных для модифицирования 45 чугуна, а также степень усвоения маг ния и механические свойства чугунов приведены в таблице.

Исходный чугун, который содержит, иас.Ж: углерод 3,2-3,4; кремний 50

1,75-2,tt марганец 0,26-0,35, фосфор 0,05-0, ;.серу 0,02 выплавлялся в дуговой электропечи

ДСП-3. Температура чугуна после расплавления составляла 1740-1760 К. 55

Иодифицирование чугуна производили в 2 тонном ковше при 1690-1710 К.

Иодифицирование смесями 1,2 (cM. таблицу) производили "сендвич"-проl152970

1 о съ во о

Ю о л л.о сЧ о

II

° 1

D ь

Ю а л

- сЧ и

Ф о о

1 .

1 о }

t. о

О1 ь

Ю о

5 и о

ECI со о л л о о

W СО

cV сЧ л в

cV сЧ о о

Ю Ю сЧ еь л

I о

Ю О

° — сЧ е л сЧ cV

О\ ь

D о л

ОО л ь!

00 с Ъ

CV < в л сч сч со

Ф ь о

v ! И },О

1 сЛ. со

Ю ь ь

Ю О о

ОО ь л

О\

Э о ж

"! Л

lA о л

I оо И сО О ь

Ф л о а л л

Q (Ч сЧ л л

00 в! о, о л с}\

Э о ж л л

° 1» О

Ю

C) I с ъ с оо в л Э сч сЧ Х

О е сч о

Ю о сЛ л л о л О

О О

Ю о (°

v о л о л о

IA сЧ

00 Ф

М Ъ

A л о

° ь сО

Ю. ь л а

° %,t !

О W сО л О с 1 о

Ф о л °

Я ° с ъ о о л л

° °

1 1 в X о

Э о

I

1

° }} о а о о

Хм сс л Э охи о

} Ж

N !

II

} и

1 О

t v л о

В Ю

lA о о

Ф Ф с ) сЧ о о о с л л л л сЧ сч - Ь

Л } ) о

$3 и в

М 34 5 х. Всб И

v о

5 о

Э о

Э о

5 о

1 о о

Ж

Э о х ф

О

Э Э

tt x о ."

И 4

Э Р о

Ж I!!

Ф о к

& Ж

clj Й

v e ох

1 л с>

О ч- }.е а л Ol о х О с4 и а и

Х v

4 с! ф л

z x э и

4> Э в Е о и

1152970. gI х

1» д I !

» 1

0 I ! и 1

»- С4 ь л гь л

СЧ

СЧ

1 ь О О аа л

CV c

СЧ

О со сч

I, ао

I а О

1 сл) л О О ла

I М

° I Л

Ю 4 лл аю!

» ж

4

1

00 л О

I (Y)» ф О\ и О н

СЧ л

1

1 !

» 1

Ф ж

I

1 ь

CV л (!

О ь л

»»

I г Ш

СО Ch

Ф б

О1 л

CO (Р»

4 () (") ь л р со л

<лЪ а ж I р! д

0 ч

С4»»

Ql 0 а Г»

Е4

Q) I. ! Щ

Ж М

0 0 о е х Р, Р

5хх

1:(х

Й э х сч л <»! О

Ф о х

k Я (9 л

0) х х

0 Х о э х х

t x ь ц

gj

1 Е о х х Е» х Ф х ъ И Э

О» Е»

I- O 0

0 !» еххх х !хо ох а хю о х

gOI-g жоао