SU1404527A1 - Смесь дл модифицировани высокопрочного чугуна в литейной форме - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к литейному производству, а именно к составам смесевых модификаторов дл  получени  высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Целью изобретени   вл етс  уменьшение отбела тонкостенного лить  из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом. Смесь дл  модифицировани  высокопрочного чугуна в литейной форме содержит, мас.%: гранулированный магний криолит 1-5; древесный уголь, обработанный углекислым барием 2-7, и железокрем- ниймагниевый сплав - остальное. Применение смеси позвол ет в 3-3,5 раза уменьпшть отбел тонкостенного лить . 1 табл. с

Description

Изобретение относитс  к литейному производтву, а именно к составам, смесевых модификаторов дл  получени  высокопрочного чугуна с шаровидным графитом,.

Цель изобретени  - уменьшение от- бела тонкостенного лить  из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом .

Предлагаема  смесь дл  модифицировани  высокопрочного чугуна в литейной форме содержит гранулированный магний, криолит, древесный уголь, обработанный углекислым барием, и железокремниймагниевый сплав при следующем соотношении компонентов, мае. %:

Гранулированный магний5-15 Криолит1-5 Древесный

уголь, обра-

ботанный углекислым барием 2-7 . Железокремниймагниевый сплав Остальное

Дополнительный ввод в состав смеси углеродсодержащего материала в виде древесного угл , обработанного углекисльм барием, позвол ет стабильно получать тонкостенное литье (толщина стенки менее 10 мм) без отбела. Это св зано с тем, что при кристаллизации образуютс  дополнительные центры кристаллизации графита , повьщ1аетс  графитизаци  моди- цг фированного чугуна. Наличие в составе древесного угл  углекислого бари  приводит.к разложению последнего при высоких температурах с выделением углекислого газа и окиси бари . Окись бари  в расплаве служит подложкой дл  кристаллизации графита . Пузьфьки СО,, барботиру  расплав при протекании его через реак- хщонную камеру, разрушают крупные комплексы графита, что также способствует увеличению графитных включений , тем самь1м снима  отбел при кристаллизации чугуна.

Применение в составе модификатора древесного угл , обработанного углекислым барием, не требует специальной технологии и дополнительных затрат, св занных с обработкой древесного угл  BaCOj. Данный материал изготавливаетс  в .промышленности и широко примен етс  в термической

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

обработке дл  цементации стальных изделий. Он представл ет собой зерна, древесного угл , покрытые пленкой углекислого бари . Массова  дол  углекислоого бари  в древесном угле составл ет 20%.

Криолит ввод т в состав смеси с целью улучшени  смачиваемости части- чек смеси и прежде Bcertf кремнийсо- держащего компонента. При протекании металла через реакционную камеру криолит образует жидкоподвижный шлак,способный усиливать процесс растекани  расплава по поверхности смесевого мо- дификатора. Тем самым усиливаетс  процесс пропитки сло , играющего оп редел ющую роль в прогреве и растворении низлежащих слоев модификатора

Гранулированный магний в составе, смеси способствует сфероидиздции графитных включений, увеличивает реакционную способность смеси и позвол ет интенсифицировать процесс взаимодействи  насыпного сло  модификатора с- расплавом реакционной камеры . Образующиес  пары магни  бар- ботируют насыпной слой модификатора и тем самым обеспечиват наиболее полный контакт расплава с частицами модифицирующей смеси в реакционной камере.

Пределы содержани  компонентов в составе смесевого модификатора установлены экспериментально. Нижний предел по магнию (5 мас.%) обусловлен минимальным его количеством дл  стабильного получени  шаровидной формы графита в чугуне, а также с точки зрени  возможности интенсификации процесса растворени  сло  модификатора . Верхний предел (15 мас.%) св зан с увеличением степени пере- охлалздени  расплава в процессе модифицировани  и опасностью образовани  структурно-свободных карбвдов.

Содержание криолита на уровне 1 мас.% установлено, исход  из минимального его количества, обеспечивающего заданную вертикальную скорость растворени  насыпного сло  модификатора . Верхний предел (5 мас.%) выбран в св зи с возникновением опасности попадани  в тело отливки шлаковых включений - продуктов взаимодействи  криолита с расплавом.

Содержание древесного угл , обработанного углекислым барием, на уровне 2 мас.% установлено, исход 

из условий получени  высокопрочного чугуна в стенке отливки толщиной 5 мм бе-з отбела. Верхний предел .(7 мас,%) определен в св зи с малым приростом эффекта снижени  отбела в тонких сечени х отливки и увеличением расхода данного материала.

Содержание элементов в составе железокремниймагниевого сплава на-- ходитс  в соотношении, мас.%:

Магний 5-10

Кремний 40-70

Железо Остальное

Предлагаемый состав железокремний магниевого сплава обеспечивает минимальную температуру плавлени  мо- дифицирзтощей смеси, что  вл етс  особенно важным при внутриформенном модифицировании.

Пример. Дл  проведени  сравнительных испытаний известного и предлагаемого смесевых модификаторов используют комплексную пробу, включающую: сто к, камеру дл  внутрифор- менного модифицировани , шлакоулав- лйвающие элементы и три клиновидные пробы с отношением высоты к основанию клина 6:1. Формы изготавливают методом формовки в сьфые песчано-гли нистые формы. Смесь дл  модифицировани  засыпают в реакционную камеру, расположенную между сто ком и полостью формы. В составе смеси используют гранулированньй магний, криолит, железокремниймагниевый сплав, выплавленный на основе ферросилици  ФС 75 с соответствующей присадкой магни , дрейесньй уголь, обработанньй углекислым барием.

Исходные материалы перед смешиванием имеют следующий фракционный ,состав: магний - гранулы фракцией 0,5-2 мм; Fe-Si-Mg-сплав - частицы, фракцией 2-8 MMJ криолит и древесный уголь - порошок.

Смесь загружают в дезинтегратор и перемешивают в течение 15 мин. Врем  перемешивани  выбрано экспериментально и обеспечивает однородность состава смеси.

Елавку чугуна осуществл ют в индукционной печи с кислой футеровкой тигл . Химический состав исходного

0

5

0

О

чугуна, мас.%: С 3,47 Si 1,85; Мп 0,48} S 0,03. Температура заливки посто нна  и составл ет 1380 С. Расход модифицирующей смеси 1,2% от . металлоемкости формы. После заливки и охлаждени  форм оценивают структуру металла и величину отбела в клинь х . Содержание компонентов в составе железокремниймагниевого сплава на среднем уровне. Дл  сравнени  получают высокопрочный чугун с применением известного смесевого модификатора при среднем содержании компонентов В: смеси и в составе железокремниймагниевого сплава, а также с применением известного модификатора с добавкой в его состав обычного графитового порошка. Результаты испытаний представлены в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаема  смесь обеспечивает минимальную глубину отбела в исследуемых клинь х, в то врем  как высокопрочный чугун, 5 полученный с помощью известного модификатора , имеет значительный от- бел, что не позвол ет примен ть известный модификатор при производстве тонкостенного лить .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Смесь дл  модифицировани  высокопрочного чугуна в литейной форме, содержаща  гранулированный магний, криолит и железокремниймагниевый сплав, отличающа с  тем, что, с целью уменьшени  отбела тонко стенного лить  из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, она дополнительно содержит древесный уголь, обработанный углекислым барием при следующем соотношении компонентов, мае. %: .

   5

   0

   Гранулирован- ньй магний Криолит Древесный уголь, обработанный углекислым барием

   Железокремн1й5- магниевый сплав

   5-15 1-5

   2-7

   Остальное

   Цель эксперимента