sl
4 X) Изобретение относитс к металлур гии j в частности к технологии обра ботки порошков тугоплавких соединений перед введением их в расплавлен ную сталь с целью ее-модифидировани и упрочнени , и может быть использовано в литейном, сварочном производствах, а также в других отрасл х промышленности. Известен способ, по которому обработку порошка тугоплавкого соединени , заключающуюс в химической очистке поверхности частиц порошки осуществл ют непосредственно в процессе введени порошка в.расплавленную сталь. Это достигаетс присаживанием к порошку тугоплавкого соединени флюсирующих добавок и (или) введением порошка через слой расплавленного флюса на поверхности металлического расплава; ij « Недостатки указанного способа окислениеи агрегаци большого коли чества частиц порошка до момента смачивани их расплавленным флюсом, усиливающиес с повышением дисперсности обрабатываемого порошка. Это I объ сн етс тем, что расплавленные флюсы, примен ющиес дл защиты и обработки расплавленных сталей,имею довольно большие значени величин поверхностного нат жени (250 мДж/М и более),-что преп тствует достаточ но быстрому протеканию процессов смачивани частиц порошка флюсом и обусловливает в результате те же трудности,, что и в случае непосредственного введени порошков тугопла ких соединений в расплавленные стал Наиболее близким к предлазгаемому по технической сущности и достигаем . му результату вл етс способ, согласно которому порошок тугоплавкого соединени перед-введением в распла ленную сталь подвергает обработке, заключающейс в очистке частиц порошка в жидкой среде (спирте или ацетоне) с помощью ультразвука, суш ке и«последующей металлизации, дост гаемой : рением - частиц порошка между двум поверхност ми из м гкой стали 12 . Недостатками известного способа вл ютс низкий эффект модифицирова ни стали и невозможность длительно го хранени ,полученного порошка. Цель изобретени - повышение механических свойств стали. Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу обработки порошка тугоплавкого соединени перед введением в расплавленную сталь включающему очистку частиц порошка в жидкой среде с помощью ультразвука и их металлизацию, в качестве жидкой среды используют расплав эвтектики хлористого натри , хлористого кали и фтористого лити ,- а металлизацию частиц осуществл ют путем ввода в объем расплава эвтектики титана и хлористой меди при одновременном воздействии на расплав ультразвуковыми колебани ми с последующим охлаждением полученной композиции . Способ осуществл ют следующим образом. Порошок из дисперсных тугоплавких синтетических частиц карбидов, нитридов, боридов или окислов с помощью ультразвука замешивают и подвергают очистке в расплаве солей. При этом ультразвуковые колебани ввод т в расплав, например, сверху путем погружени в него торца ультразвукового инструмента. Благодар действию ультразвука обеспечиваетс смачивание и очистка частиц порошка расплавом и их равномерное распределение по объему. Состав расплава и температуру его нагрева выбирают из услови наименьшей растворимости в нем порошка и наименьшей в зкости и поверхностного нат жени . Этим услови м наиболее полно отвечает расплав эвтектики хлористого натри , хлористого кали и фтористого лити . Температура расплава в зависимости от его состава и вида обрабатываемого порошка может находитьс в интервале 350 - НООС. При этом более высокие температуры нагрева расплава- используют при обработке карбидов -и боридов титана и циркони . Интенсивность ультразвуковых колебаний в процессе обработки частиц порошка при частоте (17 - 25)10 Гц находитс в пределах 10-35 , Врем очистки частиц порошка зависит от их количества и дисперсности и определ етс временем, необходимым дл замешивани и равномерного распределени порошка по объему расплава , С повышением дисперсности и количества порошка врем обработки возрастает. Количество обрабатываемого порошка в расплаве эвтектики может достигать 10-30 об,%, После завершени процесса замешивани и очистки частиц порошка, не прекраща ультразвуковой обработки расплава, в его объем ввод т металлизирующие добавки (металлизирующие добавки можно вводить в расплав и заранее, до замешивани в нем порошка , а также отдельными порци ми по ходу процесса), В качестве металлизирующих добавок используют хлористую медь с порошком титана. Одновременно воздействие на расплав ультразвуковых колебаний резко Ускор ет процесс растворени в его объеме указанных добавок и протекание обменных реакций, например 3..СиС + Ti Ticfj + 3 Си. : . Образующиес в результате этих реакций хлориды титана частично раствор ютс в расплаве и сильно . снижают его поверхностное нат жение: и в зкость, что улучшает услови обработки порошка, в результате растворени металлизирующих добавок расплав насыщаетс медью, котора ; адсорбируете поверхностью тугоплав;ких .частиц, обеспечива их эффектив .ную металлизацию. Ультразвуковые ко;лебани значительно улучшают адсорбцию металлизирующих добавок за счет интенсивного перемешивани расплава. Количество вводимых в объем расплава металлизирующих добавок опр.едел етс экспериментально. Последующее охлаждение композиции из тугоплавких частиц и расплава до затвердевани , осуществл емое со скоростью 20-1000°С/мин, обеспечивае . консервацию обработанного порошка и возможность .его длительного хране ни в готовом дл употреблени состо нии . Введение обработанного таким образом порошка в расплавленную сталь с целью ее модифицировани или упрочнени может осуществлено каким-либо из известных способов, Например, в составе порошковой проволоки в процессе сварки или наплав )ки. Порошок может быть введен в расплавленную сталь и при обычном литье,.В этом случае желательно,чтобы в состав расплава, в котором обра батывалс порошок, входили соли с температурой кипени ниже температуры стали, в которую будет вводитьс порошок. Дл осуществлени ввода порсшка в сталь полученную композицию из эвтектика солей NaCf-, KCt и LiF и тугоплавких частиц измельчают, сме шивают с металлическим порошком (железным , никелевым и т,д,) и брике .тируют. Полученный брикет погружают в расплавленную сталь. При этом легкоиспа .р ющиес соли, вход щие в состав брикета, обеспечивают перемешивание стали и улучшают распределение частиц порошка в ее объеме, . П р и м е р. В отдельности обрабатывают порошки Ti(CN), TiC, ZrN, 2гВд и ZrOj в расплаве эвтектики из хлористого натри , хлористого кали |и фтористого лити . Температура расплава 720°С, объем расплава 1-40 см, вес каждого из обрабатываемых порошков 20 г, врем замешивани (очистки) порции порошка в расплаве 25 мин, общее ррем обработки 30 мин В качестве металлизирующих добавок используют титан и хлористую медь на 20 г порошка добавл ют 10 г титана и 10 г хлористой меди. Интенсивность ультразвуковых колебаний при частоте Гц составл ет 20 Вт/см, После завершени ультразвуковой обработки полученную композицию из солевого расплава и -взвешенных в : его объеме частиц тугоплавкого соединени титана, металлизованных медью, выливают на металлическую плиту и охлаждают до затвердевани , . Затв ердевшую композицию дроб т до получени гранул размером 0,.30 ,5 мм, смешивают с железным порс иком в соотношении 1:1 и брикетируют. Полученные брикеты используют дл модифицировани стали 110Г13Л, Сталь плав т в индукционной печи ИСТ-0,Об, Брикет погружают в расплавленную, перегретую до и предварительно раскисленную алюминием и силикокальцием сталь за 1-2 мин перед ее разливкой в ковш. Вес брикета выбирают из расчета введени в сталь 0,05 вес,% порсиака тугоплавкого соединени . Из модифицированной стали отливают образцы, которые термообрабатывают и подвергают механическим испытани м, В таблице приведены свойства стали 110Г13Л после введени порсмаков, обработанных по известному и предлагаемому способам. Как видно из данных, привёДеннь1х в таблице, порс аки тугоплавких соединений , обработанные по предлагаемому способу, обеспечивают значительный эффект модифицировани стали и улучшение ее механических свойств, ,. 5 107648 Что касаетс сроков хранени порошков , то в случае обработки порош , ков по известному способу срок их хранени при и относительной влажности воздуха 30% не превышает 1 .- 2 ч. Порошок, обработанный по5 предлагаемому способу, может хранить с при тех же услови х в течение 5-6 мес. 0в За счет гарантированного повышени механических свойств литого или наплавленного металла, модифицированного частицами порошка тугоплавкого соединени , , обработайного по предлагаемому способу , ожидаемлй экономический эффект составит 15-700 руб. на тонну отливок.