Модифицирующая смесь

 

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам смесей для получения высокопрочного чугуна с шаровидной формой включений графита, и може т-быть использовано при производстве качественных отливок в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении. Целью изобретения является снижение склонности чугуна к отбелу в тонкостенньрс отливках, уменьшение стоимости сфероидизирующей обработки чугуна и утилизация отходов производства первичного магния. МодифицИ рующая. смесь содержит мас.%: обогащенньй магниевый шлам 10-50 и ферросиликобарий - остальное. Применение предлагаемой модифицирующей смеси обеспечивает получение в отливках с толпщнами стенок 3-10 мм минимальной глубины отбела и позволяет почти в два разя снизить стоимость сфероидизирующей обработки чугуна . 1 табл. (Л 00 со эо со ел

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧ ЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (1% (11) (51)4 С 21 С 1/10

ВС1 (.".11 А g

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4031384/31 — 02 (22) 05.03.86 (46) 23.08.87. Бюл. Ф 31 (71) Белорусский политехнический институт (72) M.M. Бондарев, В.M. Михайловский, С.Н. Леках, В.M. Королев, А.И. Сарока, И.А. Баранник, В.И. Грибов, В.M. Ткаченко, Б.И. Каминский и В.А. Чайкин (53) 669.15-198(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1027261, кл. С 22 С 35/00, 1983.

Ващенко К.И. и Софрони Л. Магниевый чугун. — Москва.-Киев: Машгиз, 1960, с. 125. (54) МОДИФИЦИРУЮЩАЯ СМЕСЬ (57) Изобретение относится к области . литейного производства, а именно к составам смесей для получения высокопрочного чугуна с шаровидной формой включений графита, и может быть использовано при производстве качественных отливок в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении. Целью изобретения является снижение склонности чугуна к отбелу в тонкостенных отливках, уменьшение стоимости сфероидизирующей обработки чугуна и утилизация отходов производства первичного магния. Модифици. рующая, смесь содержит, мас.Х: обогащенный магниевый шлам 10-50 и ферросиликобарий — остальное. Применение предлагаемой модифицирующей смеси обеспечивает получение в от- . ливках с толщинами стенок 3-10 мм минимальной глубины отбела и позволяет почти в два раза снизить стоимость сфераидиэирующей обработки чугуна. 1 табл.

31895 2

25

1 13

Изобретение относится к области литейного производства, а именно к составам смесей для получения высокопрочного чугуна с шаровидной формой включений графита, и может быть испольэонано при проиэнодстне качественных отливок в тракторном и сельскохозяйственном машиностроении.

Целью изобретения является снижение склонности чугуна к отбелу в тонкостенных отливках, уменьшение себестоимости сфероидизирующей обработки чугуна и утилизация отходов производства первичного магния.

Предлагаемая смесь содержит о6огащенный магниевый шлам и ферросили.. кобарий при следующем соотношении ингредиентан, мас. .:

Обогащенный магниевый шлам 10-50

Ферросиликобарий Остальное

Магниевый пшам представляет .собой пшакометаллическую фазу, состоящую из покровных флюсов (в основном МеС1), которыми защищается зеркало расплава при рафинировании чернового магния, и частиц металлического магния, запутавшихся в шлаке. Содержание металли ческого магния в шламе достигает 153.

После обогащения доля магнийсодержа— щего реагента в шлаке может достигать 85%.

Обогащенный магниевый шлам состоит из следующих компонентов, мас. :

Магний активный 35-85

Окись магния 1,0-25

Хлориды щелочных и щелочноземельных металлов Остальное

При использовании в качестве магНийсодержащего реагента обогащенного магниевого шлама достигается утилизация отходов производства первйчного магния. Присутствие в составе пшама окиси магния позволяет создать больше дополнительных центров кристаллизации, на которых происходит выделение графита, что снижает отбел отливок. Уменьшению отбела также способствует наличие в составе магниевого шлама соединений хлора с натрием, магнием, кальцием и калием.

Хлористые соединения в процессе модифицирования барботируют расплав, вызывая образование тонкодисперсного, равномерно распределенного графита взамен более крупных включений графита в чугуне, обработанного модифицирующей смесью, не содержащей хлориды. Барботаж расплана также способствует рафинированию расплава от вредных примесей ($, О, N) .

Нижний предел содержания обогащенного магниевого шлама в составе смеси (10%) обусловлен достижением степени сфероидизации графита не менее 80Х в отливках с толщиной стенки 10 мм при расходе смеси

1,2 ат веса расплава. Верхний предел содержания обогащенного магниевого шлама в смеси (SO ) ограничен сильным пироэффектом при модифицировании.

Для подавления образования струк" турно-свободного цементита в отлив.ках с толщиной стенок менее 10 мм н смеси используют ферросиликобарий, который содержит следующие компоненты, мас. :

Кремний 45-75

Барий 2-12

Железо Остальное

Барий при содержании 2-12% не ухудшает растворимость ферросплава и способствует полному снятию атбела.

Кроме того, барий усиливает рафинирующий -эффект магния, связывая серу и примеси.

Нижний предел содержания ферросиликобария в смеси установлен полным снятием отбела в отливках. Верхний предел ограничен ухудшением растворимасти сплава, отсутствием дальнейшего приращения графитизирующего эффекта, удорожанием модифицирующей смеси и появлением в отливках структурной неоднородности„ вызванной ликвацией кремния.

Пример ° При проведении сравнительных испытаний модифицирующих смесей известного и предлагаемого составов определяют глубину атбела образцов и степень сфероидизации графита. Форму изготавлинают иэ песчаноглинистой смеси и заливают с постоянной скоростью при температуре 1400 С.

Модифицирующую смесь помещают в реакционную камеру, расположенную н полости литейной формы между стояком и шлакоуловителем. За шлакоулавливающим элементом располагают для вырезки образцов на механические испытания пробу и клинавидные пластины толщиной 10,6 и 3 мм и высотой 50 мм — для металло1331895 графических исследований и изучения от бела.

Глубину отбела оценивают по излому клиновидных проб, структуру и форму графита — по степени его сфероидизации.

Опытные плавки с применением предлагаемой смеси осуществляют на нижнем, среднем и верхнем, а также ниже нижнего и выше верхнего пределах содержания компонентов в смеси. Результаты проведенных плавок с использованием известной и предлагаемой модифицирующих смесей представлены в таблице.

Степень сфероиди- Отбел, мм зации графита, Х

Содержание компонентов, мас. X +

Предел содержания компонентов в моди фицирующей смеси

Толщина стенки отливки, мм

Магнийсодер-,Сплав на жащий реаген основе кремния

Mg Обога- eSi FeSiBa гран ще нный К ы лам

3. 6 10 3 6 10

10

Известной

10 — 90

20 — 70

50 — 50

8 — 92

55 — 45

Нижний

Средний

Верхний

Ниже нижнего

100 100 100 50 50 25

Выше верхнего

* Содержание компонентов в обогащенном магниевом шламе и ферросиликобарии взято на среднем уровне содержания ингредиентов в их составе. вестной позволяет снизить стоимость процесса модифицирования.

При изготовлении известной и предлагаемой смесей применяют следующие компоненты: магний гранулированный MrIII, ферросилиций ФС75, ферросилиций с повышенным содержанием бария ФС64Ба12 и обогащенный магниевый шлам титано-магниевого комбината.

Технология изготовления смеси заключается в дроблении, взвешивании и перемешивании компонентов. Технология применения смеси включает засыпку ее в реакционную камеру и последующую заливку формы жидким металлом

Шихту плавят в индукционной печи

ЛПЗ-67 с кислой футеровкой тигля.

Температуру металла замеряют термопарой погружения ППР. Для получения высокопрочного чугуна используют базовый расплав следующего состава, мас.Х:Ip

С 3,4-3,6; Si 2,0-2,6; Мп 0,3-0,6;

P 0,05-0,08. Содержание серы в расплаве 0 04Х.

Как видно из таблицы, применение . предлагаемой модифицирующей смеси обеспечивает получение в сечениях с толщинами стенок от 3 до 10 мм минимальной глубины отбела по сравнению с известной смесью. В образцах для механических испытаний структура чугуна, обработанного известным смесевым модификатором, содержит до 40Х перлита и 10Х цементита, в то время как нугун, полученный с помощью предлагаемой смеси, имеет в питом состоянии практически полностью.ферритную структуру металлической основы.

Применение предлагаемой модифицирующей смеси по сравнению с иэ92 88 85 50 5О 35

94 94 80 35 22 10

98 98 92 45 35 15

100 100. 94 . 50 45 20

92 90 98 32 20 12

Составитель К. Сорокин

: Техред В.Кадар

Редактор И. Егорова

Корректор В. Гирняк

Й мм»

Заказ 37б9/23 Тираж 549

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва. Ж-35, Раушская наб, д. 4/5

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 1I 3318

Предлагаемый состав смеси прошел опытно-промышленное опробование при изготовлении отливки "стакан подшипника" трактора ДТ75МП.

Формула изобретения

Модифицирующая смесь, содержащая магнийсодержащий реагент и кремнийсодержащий сплав, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью снижения склонности чугуна к отбелу в тон95

6 костенных отливках, уменьшения себестоимости сфероидизирующей обработки чугуна и утилизации отходов производства первичного магния, в качестве магнийсодержащего реагента применяется обогащенный магниевый шлам, а в качестве кремнийсодержащего сплава— ферросиликобарий при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Обогащенный магниевый шлам 10-50

Ферросиликобарий Остальное