SE442407B - Modifieringsmedel och anvendning av modifieringsmedel for smelt gjutjern - Google Patents

Description

7804465-8 2 Den för närvarande användbara högtemperaturadu- ceringen av gjutstycken, som erhållits vid gjutning i metallformar, försämrar gjutstyckenas fysikaliska och mekaniska egenskaper genom uppkomsten av en ferritisk eller ferrit-perlitisk gjutjärnsstruktur. Frånvaron av modifieringsmedel för gjutjärn, som bidrar till att framställa tunnväggiga gjutstycken utan vitning, gör det icke möjligt att minska elkraftförbrukningen, inves- teringskostnaden för aducerugnar, hjälputrustning och underhållspersonal.

Ett syfte med föreliggande uppfinning är att eli- minera dessa nackdelar.

Det huvudsakliga syftet med uppfinningen är att åstadkomma ett modifieringsmedel för gjutjärn och ett förfarande för användning av detsamma, vilket modifie- ringsmedel har en sådan sammansättning, som - i kombina- tion med förfarandet - gör det möjligt att vid gjutning i metallformar framställa tunnväggiga gjutstycken av gjutjärn utan vitning vid gjutstyckenas yta, att för- bättra kvaliteten hos gjutstyckena av gjutjärn och att minska tillverkningskostnaden för gjutstyckena genom eliminering av högtemperaturaduceringen och den kostsamma utrustningen samt genom minskning av underhâllspersonalen.

Detta uppnås enligt uppfinningen genom åstadkommandetl av ett modifieringsmedel för gjutjärn, vilket medel innehåller kisel, sällsynta jordartsmetaller, kalcium,. aluminium och järn, varvid modifieringsmedlet, enligt uppfinningen, dessutom innehåller kol och svavel, medan samtliga beståndsdelar ingår med följande mängder i viktprocent: kisel 30-40 sällsynta jordatsmetaller 2-8 kalcium 10-20 aluminium 15-30 kol 10-30 svavel 0,1-0/3 järn resten 7804465-8 3 Ifall halten kisel, kalcium och aluminium understiger nämnda undre gränshalter, blir det modifierade gjut- järnets grafitisering icke stabil.

Om halten kisel, kalcium och aluminium överstiger nämnda övre gränshalter, försämras det modifierade gjut- järnets fysikaliska och mekaniska egenskaper.

Då halten sällsynta jordartsmetaller, exempelvis cerium, understiger 2 viktprocent, grafitiseras icke gjutjärnet.

Ifall halten sällsynta jordartsmetaller överstiger 8 viktprocent, ökar halten fri cementit i gjutjärns- strukturen spràngartat.

Om halten kol och svavel i modifieringsmedlet under- stiger nämnda undre gränsmängd, àstadkommes icke de nödvändiga grafitkristallisationscentra vid gjutjärnets hårdning.

Då halten kol och svavel överstiger nämnda övre gränshalt, försämras gjutjärnets fysikaliska och mekaniska egenskaper.

Då halten kol och svavel överstiger nämnda övre gränshalt, försämras gjutjärnets fysikaliska och meka- niska egenskaper.

Det är lämpligt att införa nämnda beståndsdelar av det föreslagna modifieringsmedlet för gjutjärn i form av en blandning av legeringar och gjutkoks i smält gjutjärn, vilka legeringar och vilken koks användes i följande mängder i viktprocent: kalciumsilicid 30-55 mischmetallsilicid 5-25 silumin 15-30 gjutkoks 10-30 Ifall halten kalciumsilicid i modifieringsmedlet understiger nämnda undre gränshalt, säkerställes icke det i förväg bestämda inbördes blandningsförhållandet mellan kisel och kalcium i gjutjärnet. 7804465-8 A Om halten kalciumsilicid överstiger nämnda övre gränshalt, försämras det modifierade gjutjärnets fysi- kaliska och mekaniska egenskaper.

Då halten mischmetallsilicid i modifieringsmedlet understiger nämnda undre gränshalt, säkerställes icke det i förväg bestämda förhållandet mellan kisel och sällsynta jordartsmetaller.

Ifall halten mischmetallsilicid överstiger nämnda övre gränshalt, blir ytvitningen vid gjutstyckena mycket intensiv.

Då siluminhalten understiger nämnda undre gränshalt, blir grafitiseringen icke stabil.

Om siluminhalten är högre än nämnda övre gränshalt, försämras gjutjärnets fysikaliska och mekaniska egen- skaper samt gjutegenskaper.

Om halten gjutkoks understiger nämnda undre gräns- mängd, åstadkommes icke de nödvändiga grafitkristallisa- tionscentra vid gjutjärnets härdning.

Ifall halten gjutkoks överstiger nämnda övre gräns- halt, försämras det modifierade gjutjärnets fysikaliska och mekaniska egenskaper.

Det föreslagna modifieringsmedlet införes företrädes- vis i en mängd av 0,4-0,8 viktprocent i smält gjutjärn.

Ifall modifieringsmedlet ingår i smält gjutjärn med en mängd understigande 0,4 viktprocent, kan vid framställning av tunnväggiga gjutstycken och kokill-gjut- stycken ytvitning icke undvikas.

Om modifieringsmedlet ingår med en mängd överstigande' 0,8 viktprocent i smält gjutjärn, försämras det modi- fierade gjutjärnets fysikaliska och mekaniska egenskaper samt gjutegenskaper, samtidigt som tillverkningskostnaden, för gjutstyckena ökar.

Uppfinningen belyses närmare nedan medelst exempel på den kemiska sammansättningen hos det föreslagna modi- fieringsmedlet, vilka exempel redovisas i nedan stående tabell. Nedan beskrives också förfarandet för användning 7804465-8. 5 av modifieringsmedlet. Som en sällsynt jordartsmetall användes cerium i exemplen.

Tabell Det föreslagna modifierings- De kända mo- medlet innehåller i vikt- Exempel Exempel Exempel difierings- procent: l 2 3 medlen res- ten Kisel 30-40 30 34 40 Cerium 2-8 8 15 2 20 Kalcium 10-20 l0 14 20 15 Aluminium 15-30 15 25 30 7 Kol 10-30 30 20 10 - Svavel 0,1-0,3 0,3 0,2 0,1 - Järn resten resten Det föreslagna modifieringsmedlet för gjutjärn uppvisar hög grafitiseringsförmåga.

Detta uppnås genom att det i smältan av gjutjärn införda kolet icke får tillräcklig tid för att lösas helt, medan de återstående partiklarna i fast fas ini- tierar bildningen av grafitinneslutningar. Det i modifie- ringsmedlet införda svavlet reagerar dessutom med modi- fieringsmedlets med avseende på svavel kemiskt aktiva beståndsdelar (sällsynta jordartsmetaller och kalcium) och bildar svårsmälta föreningar, vilka också initierar grafitkristalliseringen. Användningen av detta modifie- ringsmedel enligt det föreslagna förfarandet säkerställer det önskade förhållandet mellan beståndsdelarna. Enligt .___._.......___._..,._.._.-.___-._..___- 7804465-8 detta förfarande införes modifieringsmedlet i form av en blandning innehållande mischmetallsilicid, kalcium- silicid, siluminlegering och gjutkoks i följande mängder i viktprocent: kalciumsilicid 30-55 silumin 15-30 mischmetallsilicid 5-25 gjutkoks 15-30 Modifieringsmedlets grafitiserande verkan uppnås genom att modifieringsmedlet införes i en mängd av 0,4-0,8 viktprocent i smält gjutjärn.

I och för att försöksframställa modifieringsmedlet, har man berett tre blandningar av beståndsdelarna, varvid_ varje blandning i viktprocent innehåller kalciumsili- cid: 30, 40 respektive 55, mischmetallsilicidz 25, 15 respektive 5, silumin: 15, 25 respektive 30 och koks: 30, 20 respektive 10. Gjutjärn modifierades med varje blandning. För jämförelse modifierade man samtidigt samma gjutjärn med det kända modifieringsmedlet. Vitnings- graden bestämdes på en processteknisk kilformad provkropp jämfört med icke modifierat gjutjärn.

Gjutjärnet i provkropparna uppvisade följande vit- ningsgrad (se tabell): 7804465-8 Modifierings- Modifieringstíllsats (viktprocent) medel 0,4 0,6 0,8 Omodifierat gjut- järn Vitningsgrad mm Kända modifierings- medlet 5,4 Exempel 1.

Kiselsilicid 30% Mischmetallsilicid 25% Silumin 15% Koks 15% 1,5 Exempel 2.

Kiselsilicid 40% Mischmetallsilicid 15% Silumin 25% Koks 20% 1,8 Exempel 3.

Kiselsilicid 55% Míschmetallsilicid 5% Silumin 30% Koks 10% 2,5 4,3 3,2 2,6 16 0,2 0,0 0,5 16 0,8 0,0 16 1,4 7804465-8 8 Det föreslagna modifieringsmedlet med nämnda kemiska sammansättning och det föreslagna sättet att använda detsamma gör det möjligt att åstadkomma en intensivare (som framgår av tabellen) grafitiserande verkan än i det fall, då det kända modifieringsmedlet användes för framställning av gjutstycken av gjutjärn.

Ifall halten modifieringsmedel i gjutjärn understiger' nämnda undre gränshalt, minskas icke vitningsgraden i önskad utsträckning. Då halten modifieringsmedel över- stiger nämnda övre gränshalt, ändras vitningsgraden i ringa utsträckning.

Det föreslagna modifieringsmedlets högre grafiti- seringsförmåga gör det möjligt att framställa tunnväggiga gjutstycken av gjutjärn utan vitning, vilket förbättrar dessa gjutstyckens bearbetbarhet genom spånskärning, eliminerar behovet av grafitiserande aducering och minskar tillverkningskostnaden för gjutstyckena.

Claims (3)

7804465-8 PATENTKRAV

1. l. Modifieringsmedel för tillsättning till smält gjutjärn vid tillverkning av tunnväqgiga gjutjärnsartiklar utan vitnande yta, innefattande kisel, sällsynta jordarte- metaller, kalcium, aluminium och järn, k ä n n e t e c k - n a t därav att, i ändamål att framhäva grafitiserings- effekten, medlet dessutom innefattar kol och svavel, varvid komponenterna ingår med följande viktprocent- satser: kisel 30-40 sällsynta jordartsmetaller (cerium) 2-8 kalcium 10-20 aluminium l5-30 kol 10-30 svavel 0,1-0,3 järn resten

2. Användning av modifieringsmedel innehållande följande komponenter i viktprocent enligt kravet l: kisel 30-40 sällsynta jordartsmetaller (cerium) 2-8 kalcium 10-20 aluminium 15-30 kol 10-30 svavel 0,l-0,3 järn resten k ä n n e t e c k n a d därav att modifieringsmedlet tillsättes direkt till den järnsmälta, som skall modi- fieraras, i form av en blandning med sammansättningen: kalciumsilicid 30-55 mischmetallsilicid 5-25 silumin 15-30 gjutkoks 10-30

3. Användning enligt krav 2, k ä n e t e c k - n a t därav, att modifieringsmedlet tillsättes i en mängd av 0,4-0,8 viktprocent av smält gjutjärn.