RU2457256C2 - Modifying mixture - Google Patents

Modifying mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2457256C2
RU2457256C2 RU2010110962/02A RU2010110962A RU2457256C2 RU 2457256 C2 RU2457256 C2 RU 2457256C2 RU 2010110962/02 A RU2010110962/02 A RU 2010110962/02A RU 2010110962 A RU2010110962 A RU 2010110962A RU 2457256 C2 RU2457256 C2 RU 2457256C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cast iron
properties
ferrovanadium
mixture
modifying
Prior art date
Application number
RU2010110962/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2010110962A (en
Inventor
Виктор Анатольевич Алов (RU)
Виктор Анатольевич Алов
Михаил Иванович Карпенко (BY)
Михаил Иванович Карпенко
Олег Модестович Епархин (RU)
Олег Модестович Епархин
Илья Николаевич Куприянов (RU)
Илья Николаевич Куприянов
Ирина Марковна Соцкая (RU)
Ирина Марковна Соцкая
Ульяна Сергеевна Бадюкова (BY)
Ульяна Сергеевна Бадюкова
Яна Сергеевна Ларионова (RU)
Яна Сергеевна Ларионова
Original Assignee
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ярославская государственная сельскохозяйственная академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ярославская государственная сельскохозяйственная академия filed Critical Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ярославская государственная сельскохозяйственная академия
Priority to RU2010110962/02A priority Critical patent/RU2457256C2/en
Publication of RU2010110962A publication Critical patent/RU2010110962A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2457256C2 publication Critical patent/RU2457256C2/en

Links

Landscapes

  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: in addition, mixture contains ferrovanadium, nitrided ferromanganese, ferroaluminium and ferrosilicium at the following component ratio, wt %: copper oxide 12-20; boric acid 16-24; silicobarium 6-13; ferrovanadium 10-16; nitrided ferromanganese 9-12; ferroaluminium 12-20; ferrosilicium 12-18. Cast iron crack resistance is 3.8…5.5 mm.
EFFECT: invention allows improving antifriction properties of modified cast iron.
2 tbl

Description

Изобретение относится к литейному производству, в частности к модифицирующей смеси для обработки антифрикционного чугуна доэвтектического состава, и может быть использовано в массовом производстве деталей моторной группы автотранспорта и других машиностроительных отливок.The invention relates to foundry, in particular to a modifying mixture for processing antifriction cast iron of pre-eutectic composition, and can be used in the mass production of parts of the motor group of vehicles and other engineering castings.

Известна модифицирующая смесь (а.с. СССР №740837, С21С 1/00, 1980 г.), содержащая, мас.%:Known modifying mixture (AS USSR No. 740837, C21C 1/00, 1980), containing, wt.%:

СиликобарийSilicobarium 10-3010-30 СиликомишметаллSilikomishmetal 10-3010-30 СиликокальцийSilicocalcium 10-2910-29 ИзвестьLime 15-3015-30 МагнийMagnesium 1-51-5 КорундCorundum 5-105-10 Плавиковый шпатFluorspar 5-105-10

Модифицирующие компоненты этой смеси недостаточно усваиваются расплавом и не обеспечивают повышение износостойкости, антикоррозионных и эксплуатационных свойств чугунов в отливках.The modifying components of this mixture are not sufficiently absorbed by the melt and do not provide increased wear resistance, anticorrosion and operational properties of cast irons in castings.

Известна также модифицирующая смесь для чугунов (Патент ПНР №113556, С22С 35/00, 1982 г.) следующего состава мас.%:Also known is a modifying mixture for cast irons (Patent PNR No. 113556, C22C 35/00, 1982) of the following composition, wt.%:

ФерросилицийFerrosilicon 60-8060-80 СиликокальцийSilicocalcium 10-3010-30 Флюс или графитFlux or graphite 1-201-20

Известная смесь не обеспечивает существенного измельчения структуры и повышения механических, служебных свойств и трещиностойкости чугуна в отливках.The known mixture does not provide a significant refinement of the structure and increase the mechanical, service properties and crack resistance of cast iron in castings.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения является модифицирующая смесь для чугуна (SU 1232688 А1, С21С 1/10, 23.05.1986), содержащая карбидообразующую составляющую, графитизирующую составляющую и борную кислоту, отличающуюся тем, что, с целью повышения механических свойств чугуна и сокращения продолжительности его отжига, она в качестве карбидообразующей составляющей содержит в совокупности борную кислоту и окись меди, а в качестве графитизирующей - силикобарий, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The closest analogue of the claimed invention is a modifying mixture for cast iron (SU 1232688 A1, C21C 1/10, 05/23/1986) containing a carbide-forming component, a graphitizing component and boric acid, characterized in that, in order to increase the mechanical properties of cast iron and reduce its duration annealing, it as a carbide-forming component collectively contains boric acid and copper oxide, and as graphitizing - silicobarium, in the following ratio of components, wt.%:

Окись медиCopper oxide 20-3020-30 Борная кислотаBoric acid 50-6050-60 СиликобарийSilicobarium 10-3010-30

При использовании этой модификации чугуна отмечаются недостаточные антифрикционные свойства и трещиностойкость.When using this modification of cast iron, insufficient antifriction properties and crack resistance are noted.

Задачей изобретения является повышение антифрикционных свойств и трещиностойкости модифицированного чугуна в отливках.The objective of the invention is to increase the antifriction properties and crack resistance of modified cast iron in castings.

Поставленную задачу решает модифицирующая смесь для обработки антифрикционного чугуна, содержащая карбидообразующую составляющую (силикобарий) и графитизирующую, содержащую в совокупности борную кислоту и окись меди, при этом дополнительно содержит феррованадий, азотированный ферромарганец, ферроалюминий и ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%:The problem is solved by a modifying mixture for treating antifriction cast iron, containing a carbide-forming component (silicobarium) and graphitizing, containing in total boric acid and copper oxide, while additionally containing ferrovanadium, nitrided ferromanganese, ferroaluminium and ferrosilicon in the following ratio of components, wt.%:

Окись медиCopper oxide 12-2012-20 Борная кислотаBoric acid 16-2416-24 СиликобарийSilicobarium 6-136-13 ФеррованадийFerrovanadium 10-1610-16 Азотированный ферромарганецNitrogenated Ferromanganese 9-129-12 ФерроалюминийFerroaluminium 12-2012-20 ФерросилицийFerrosilicon 12-1812-18

Проведенный анализ предложенного технического решения показал, что на данный момент неизвестны технические решения, в которых были бы отражены указанные отличия. Кроме того, указанные признаки являются необходимыми и достаточными для достижения положительного эффекта, указанного в задаче изобретения.The analysis of the proposed technical solution showed that at the moment there are no technical solutions in which these differences would be reflected. In addition, these signs are necessary and sufficient to achieve the positive effect specified in the task of the invention.

Дополнительное введение в состав модифицирующей смеси феррованадия обеспечивает повышение дисперсности структуры, твердости чугуна и стабильности изотропной структуры, антифрикционных свойств и прочности чугуна, что способствует увеличению износостойкости, стойкости к пробуксовке и эксплуатационных свойств. Микролегирующий эффект феррованадия при его содержании до 10 мас.% недостаточен, не обеспечивается получение дисперсной изотропной структуры и повышение твердости, износостойкости и антифрикционных свойств чугуна, а при концентрации феррованадия более 16 мас.% увеличивается содержание карбидов ванадия по границам зерен, снижаются механические и антифрикционные свойства, трещиностойкость и износостойкость.An additional introduction to the composition of the modifying mixture of ferrovanadium provides an increase in the dispersion of the structure, hardness of cast iron and the stability of the isotropic structure, antifriction properties and strength of cast iron, which contributes to an increase in wear resistance, resistance to slipping and operational properties. The microalloying effect of ferrovanadium with its content up to 10 wt.% Is insufficient, it does not provide dispersed isotropic structure and increases the hardness, wear resistance and antifriction properties of cast iron, and when the concentration of ferrovanadium is more than 16 wt.%, The content of vanadium carbides along the grain boundaries increases, mechanical and antifriction decrease properties, crack resistance and wear resistance.

Содержание борной кислоты в модифицирующей смеси снижено 16-24 мас.%, так как при более высоком ее содержании снижаются характеристики антифрикционных свойств и трещиностойкости. При ее содержании до 16 мас.% недостаточны механические свойства чугуна.The content of boric acid in the modifying mixture is reduced 16-24 wt.%, Since at a higher content, the characteristics of antifriction properties and crack resistance are reduced. With its content up to 16 wt.%, The mechanical properties of cast iron are insufficient.

Дополнительное введение ферросилиция стабилизирует процесс модифицирования и способствует измельчению структуры чугуна, повышению трещиностойкости, пластических и технологических свойств. При концентрации его до 12 мас.% снижаются графитизирующая способность смеси и стойкость модифицированного чугуна к образованию горячих трещин, задира при трении. А при концентрации его более 13 мас.% снижаются характеристики однородности структуры, пластичности, износостойкости и технологических свойств.The additional introduction of ferrosilicon stabilizes the modification process and contributes to the grinding of the structure of cast iron, increase crack resistance, plastic and technological properties. When its concentration is up to 12 wt.%, The graphitizing ability of the mixture and the resistance of the modified cast iron to the formation of hot cracks and seizure during friction are reduced. And at a concentration of more than 13 wt.%, The characteristics of structure homogeneity, ductility, wear resistance and technological properties are reduced.

Ферроалюминий повышает трещиностойкость, стабильность коэффициента трения и технологических свойств модифицированных чугунов. Его содержание в смеси на нижнем пределе составляет 12 мас.%, выше которого улучшается однородность структуры, а ниже которого - ухудшаются антифрикционные и пластические свойства. При концентрации его более 20% характеристики технологических свойств, пластичности и эксплуатационных свойств чугуна снижаются.Ferroaluminium increases crack resistance, stability of the coefficient of friction and technological properties of modified cast irons. Its content in the mixture at the lower limit is 12 wt.%, Above which the uniformity of the structure improves, and below which the antifriction and plastic properties deteriorate. At a concentration of more than 20%, the characteristics of technological properties, ductility and operational properties of cast iron are reduced.

Введение окиси меди в количестве 12…20 мас.% измельчает структуру чугуна, снижает коэффициент трения, повышает стойкость к задиру и технологические свойства. При концентрации окиси меди до 12 мас.% коэффициент трения, стойкость к задиру и технологические свойства недостаточны. Повышение содержания ее более 20 мас.% приводит усилению ликвации и снижению однородности структуры, предела выносливости при изгибе, технологических и эксплуатационных свойств в отливках.The introduction of copper oxide in an amount of 12 ... 20 wt.% Grinds the structure of cast iron, reduces the friction coefficient, increases the resistance to scoring and technological properties. When the concentration of copper oxide is up to 12 wt.%, The friction coefficient, resistance to scoring, and technological properties are insufficient. An increase in its content of more than 20 wt.% Leads to increased segregation and a decrease in the uniformity of the structure, the endurance limit in bending, and the technological and operational properties in castings.

Азотированный ферромарганец оказывает легирующее влияние и повышает модифицирующую способность смеси, измельчая зерно чугуна в отливках, повышает пластичность и технологические свойства. При концентрации его менее 9 мас.% модифицирующий эффект смеси недостаточен и технологические свойства чугуна низкие, а при увеличении его концентрации более верхних пределов увеличивается концентрация неметаллических включений по границам зерен и снижаются характеристики пластичности, трещиностойкости и эксплуатационных свойств.Nitrogenated ferromanganese has an alloying effect and increases the modifying ability of the mixture, grinding grain of cast iron in castings, increases ductility and technological properties. At a concentration of less than 9 wt.%, The modifying effect of the mixture is insufficient and the technological properties of cast iron are low, and with an increase in its concentration at the upper limits, the concentration of non-metallic inclusions along the grain boundaries increases and the plasticity, fracture toughness, and performance characteristics decrease.

Силикобарий оказывает раскисляющее и модифицирующее действие, повышая технологические свойства, трещиностойкость и пластичность. Верхний предел концентрации его 13 мас.% обусловлен увеличением угара и пористости, снижением стойкости к межкристаллитной коррозии, износостойкости и упруго-пластических свойств. При снижении концентрации его менее 6 мас.% ухудшается раскисляющая способность и снижаются однородность структуры, технологические и эксплуатационные свойства чугуна в отливках.Silicobarium has a deoxidizing and modifying effect, increasing technological properties, crack resistance and ductility. The upper limit of its concentration of 13 wt.% Is due to an increase in fumes and porosity, a decrease in resistance to intergranular corrosion, wear resistance and elastic-plastic properties. With a decrease in its concentration of less than 6 wt.%, The deoxidizing ability deteriorates and the uniformity of the structure, technological and operational properties of cast iron in castings decrease.

Модифицирующую смесь получают механическим смешиванием окиси меди, борной кислоты и силикобария с измельченными до фракции 0,5…5 мм ферросплавами. Модифицирующие смеси, перемешанные в течение 2…3 мин в бегунах, вводят в раздаточные ковши перед заливкой в них расплавленного чугуна в упакованном виде: в бумажных или полиэтиленовых пакетах, или в спрессованных цилиндрических таблетках в количестве 0,5% от массы заливаемого чугуна.The modifying mixture is obtained by mechanical mixing of copper oxide, boric acid and silicobarium with ferroalloys crushed to a fraction of 0.5 ... 5 mm. Modifying mixtures, mixed for 2 ... 3 minutes in runners, are introduced into distributing buckets before pouring molten cast iron into them in packaged form: in paper or plastic bags, or in compressed cylindrical tablets in an amount of 0.5% by weight of cast iron.

Составы модифицирующих смесей, использованных при опытных плавках чугуна, приведены в табл.1. В опытах использованы феррованадий ФВд50У0,6; ферромарганец ФМн78Н; ферроалюминий ФАл50 и ферросилиций ФС 75.The compositions of the modifying mixtures used in the experimental cast iron melts are given in table 1. In the experiments used ferrovanadium FVd50U0.6; ferromanganese FMN78N; ferroaluminium FAL50 and ferrosilicon FS 75.

Опытные плавки чугуна, содержащего мас.%: 2,9…3,1 С; 1,8…2,0 Si; 0,5 Мп; 0,6 Сr; 0,06 Р и 0,1 S, производили в коксовых вагранках производительностью 5 т/ч с копильником. Выпуск чугуна из копильника в раздаточный ковш производили при температуре 1380…1410°С.Experimental melts of cast iron containing wt.%: 2,9 ... 3,1; 1.8 ... 2.0 Si; 0.5 megapixel; 0.6 Cr; 0.06 R and 0.1 S, produced in coke cupola furnaces with a productivity of 5 t / h with a piggy bank. The release of pig iron from the piggy bank into the transfer bucket was carried out at a temperature of 1380 ... 1410 ° C.

В табл.2 приведены механические и технологические свойства чугунов, полученные на стандартных цилиндрических образцах, технологических пробах и отдельных отливках.Table 2 shows the mechanical and technological properties of cast irons obtained on standard cylindrical samples, technological samples and individual castings.

Оценку коэффициента трения и износостойкости производили на кольцевых образцах на машине трения УМТ-1М в условиях установившегося режима трения.The coefficient of friction and wear resistance were evaluated on ring samples on a UMT-1M friction machine under steady-state friction conditions.

Трещиностойкость определяли на звездообразных технологических пробах высотой 146 мм по общей суммарной длине трещин.Crack resistance was determined on star-shaped technological samples with a height of 146 mm from the total total length of the cracks.

Как видно из таблицы 2, при модифицировании чугуна предложенной модифицирующей смесью в сравнении с известной достигается повышение трещиностойкости, износостойкости и антифрикционных свойств.As can be seen from table 2, when modifying cast iron with the proposed modifying mixture, in comparison with the known one, an increase in crack resistance, wear resistance and antifriction properties is achieved.

Таблица 1Table 1 СмесьMixture Содержание компонентов в модифицирующей смеси, мас.%The content of components in the modifying mixture, wt.% Окись медиCopper oxide Борная кислотаBoric acid СиликобарийSilicobarium ФеррованадийFerrovanadium ФерроалюминийFerroaluminium Азотированный ферромарганецNitrogenated Ferromanganese ФерросилицийFerrosilicon 1one 3131 1313 55 99 2525 77 1010 22 20twenty 1616 1313 1010 20twenty 99 1212 33 1616 20twenty 1010 14fourteen 15fifteen 1010 15fifteen 4four 1212 2424 66 1616 1212 1212 18eighteen 55 1010 2626 14fourteen 1717 1one 1313 1919 66 2626 5454 20twenty -- -- -- -- ИзвIzv

Таблица 2table 2 СмесьMixture Кол-во присадки от массы чугуна,Amount of additive by weight of cast iron, Предел выносливости при изгибе,Bending endurance, Контактная выносливость,Contact stamina, Ударная вязкость,Impact strength Средний износ при трении,Average wear due to friction, Коэффициент тренияCoefficient of friction Трещиностойкость,Crack resistance мас.%wt.% МПаMPa МПаMPa Дж/см2 J / cm 2 Г/м2·ГсG / m 2 ммmm 1one 0,50.5 542542 522522 2323 385385 0,470.47 6,66.6 22 0,50.5 553553 525525 2525 340340 0,410.41 5,55.5 33 0,50.5 575575 540540 30thirty 321321 0,450.45 4,24.2 4four 0,50.5 568568 534534 2828 338338 0,460.46 3,83.8 55 0,50.5 546546 520520 2424 373373 0,480.48 6,26.2 66 0,50.5 540540 518518 2222 391391 0,520.52 7,17.1 (изв)(wise)

Claims (1)

Модифицирующая смесь для обработки антифрикционного чугуна, содержащая окись меди, борную кислоту и силикобарий, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит феррованадий, азотированный ферромарганец, ферроалюминий и ферросилиций при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Окись меди 12-20 Борная кислота 16-24 Силикобарий 6-13 Феррованадий 10-16 Азотированный ферромарганец 9-12 Ферроалюминий 12-20 Ферросилиций 12-18
Modifying mixture for treating anti-friction cast iron, containing copper oxide, boric acid and silicobarium, characterized in that it additionally contains ferrovanadium, nitrided ferromanganese, ferroaluminium and ferrosilicon in the following ratio, wt.%:
Copper oxide 12-20 Boric acid 16-24 Silicobarium 6-13 Ferrovanadium 10-16 Nitrogenated Ferromanganese 9-12 Ferroaluminium 12-20 Ferrosilicon 12-18
RU2010110962/02A 2010-03-22 2010-03-22 Modifying mixture RU2457256C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010110962/02A RU2457256C2 (en) 2010-03-22 2010-03-22 Modifying mixture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010110962/02A RU2457256C2 (en) 2010-03-22 2010-03-22 Modifying mixture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2010110962A RU2010110962A (en) 2011-09-27
RU2457256C2 true RU2457256C2 (en) 2012-07-27

Family

ID=44803646

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010110962/02A RU2457256C2 (en) 2010-03-22 2010-03-22 Modifying mixture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2457256C2 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2416957B1 (en) * 1978-02-14 1980-10-17 Tul Pk T
SU1232688A1 (en) * 1984-12-07 1986-05-23 Горьковский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.А.А.Жданова Inoculating mixture for cast iron
SU1525215A1 (en) * 1988-05-23 1989-11-30 Всесоюзный Заочный Политехнический Институт Inoculating mixture
SU1525225A1 (en) * 1988-03-02 1989-11-30 Производственное Объединение "Гомсельмаш" Inoculating mixture for pig iron
RU2198227C1 (en) * 2001-08-01 2003-02-10 Брянская государственная инженерно-технологическая академия Method of producing antifriction spherulitic iron

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2416957B1 (en) * 1978-02-14 1980-10-17 Tul Pk T
SU1232688A1 (en) * 1984-12-07 1986-05-23 Горьковский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Им.А.А.Жданова Inoculating mixture for cast iron
SU1525225A1 (en) * 1988-03-02 1989-11-30 Производственное Объединение "Гомсельмаш" Inoculating mixture for pig iron
SU1525215A1 (en) * 1988-05-23 1989-11-30 Всесоюзный Заочный Политехнический Институт Inoculating mixture
RU2198227C1 (en) * 2001-08-01 2003-02-10 Брянская государственная инженерно-технологическая академия Method of producing antifriction spherulitic iron

Also Published As

Publication number Publication date
RU2010110962A (en) 2011-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101643867B (en) High performance copper casting alloy and preparation method thereof
RU2451090C1 (en) Method for making structural steel of reduced and specified hardness penetration
CN103789600A (en) Hypereutectic high-chromium iron preparation method
CN111961954A (en) Preparation method of as-cast mixed matrix QT500-14 nodular cast iron
CN104195414A (en) Preparation method and application of silicon granule nucleating agent
RU2452786C1 (en) Wear resistant cast iron
RU2513363C1 (en) High-strength antifriction iron
RU2457256C2 (en) Modifying mixture
RU2401316C1 (en) Wear-resistant cast iron
RU2581542C1 (en) High-strength antifriction iron
RU2490351C1 (en) Aluminium-based cast alloy
CN110468343B (en) TiC precipitation reinforced high manganese steel base composite material and preparation process thereof
RU2533631C1 (en) Wear proof cast iron
RU2376101C1 (en) Complex exothermal mixture
RU2615409C2 (en) High-strength antifriction cast iron
RU2409689C1 (en) Grey bearing cast iron
CN104651721A (en) Alloy steel for bucket teeth and preparation method of bucket teeth
RU2454294C1 (en) Complex exothermic mixture
RU2401318C1 (en) Gray friction pig iron
RU2352675C1 (en) High-duty bearing cast iron
SU1749294A1 (en) High strength cast iron
RU2401317C1 (en) Wear-resistant cast iron
RU2517083C1 (en) Complex exothermal mix
CN110453140B (en) Low-temperature nodular cast iron material and preparation method and application thereof
RU2552820C2 (en) Friction gray cast iron

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130323