PL166489B1 - Sposób modyfikowania grafityzującego żeliwa z grafitem wermikularnym - Google Patents

Abstract

1. Sposób modyfikowania grafityzującego żeliwa z grafitem wermikularnym otrzymanym przez dodanie stopu metali z grupy pierwiastków ziem rzadkich, znamienny tym, że modyfikowanie prowadzi się w dwóch etapach, wprowadzając w pierwszym etapie modyfikator grafityzujący w ilości 0,3-0,8% wagowych w stosunku do ilości ciekłego metalu, a po dodaniu wermikularyzatora, wprowadza się drugą porcję modyfikatora grafityzującego w ilości 0,5-1,0% wagowych w stosunku do ilości ciekłego metalu.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób modyfikowania żeliwa z grafitem wermikularnym, znajdującym zastosowanie głównie na odlewy cienkościenne.

Żeliwo z grafitem wermikularnym kwalifikuje się jako materiał pośredni pomiędzy żeliwem z grafitem płatkowym a żeliwem sferoidalnym. Ze względu na jego szczególne właściwości mechaniczne, takie jak: wytrzymałość na rozciąganie; ciągliwość i moduł sprężystości, materiał ten jest lepszy niż żeliwo z grafitem płatkowym. W stosunku do żeliwa sferoidalnego żeliwo z grafitem wermikularnym ma większą przewodność cieplną, a w szczególności charakteryzuje się lepszymi właściwościami odlewniczymi.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 137 396 sposób wytwarzania żeliwa z grafitem wermikularnym w konwertorze GF polega na tym, że w stopie wyjściowym o zawartości siarki do 0,3% wagowych doprowadza się stosunek Mg do S, ewentualnie kilkustopniowo, do wartości 0,8-2,0 poprzez dodanie magnezu, niklomagnezu lub stopu metali z grupy lantanowców. W przypadku nieuzyskania założonego stosunku Mg i S do żeliwa wprowadza się ponownie sferoidyzator. W powyższym sposobie nie przeprowadza się w ogóle zabiegu modyfikowania grafityzującego, które jest bardzo istotne dla jakości odlewów.

Ponadto znany jest z polskiego opisu patentowego nr 144 156 sposób wytwarzania żeliwa z grafitem wermikularnym, który polega na wytworzeniu żeliwa wyjściowego, korzystnie w konwertorze, a następnie traktowaniu go magnezem w ilości zapewniającej krystalizację grafitu kulkowego, po czym do uzyskanego żeliwa sferoidalnego wprowadza się materiał zawierający siarkę oraz modyfikator, korzystnie FeSi o zawartości 75% wagowych krzemu. W sposobie tym wprowadza się modyfikator w postaci żelazokrzemu wraz z odpowiednią ilością siarki, obliczoną ze wzoru podanego w opisie. Wszystkie przykłady dotyczą takich przypadków, w których ze wzoru wynika konieczność dodawania siarki żeliwa. Może jednak zaistnieć przypadek braku takiej konieczności. Wówczas z zastrzeżenia drugiego wynikałoby, iż nie wprowadza się także żelazokrzemu.

Wadą obu powyższych sposobów jest to, że w trakcie otrzymywania żeliwa występuje efekt pirotechniczny, czemu towarzyszy wydzielanie się szkodliwych gazów do otoczenia.

Sposób modyfikowania żeliwa, według wynalazku, polega na tym, że modyfikowanie prowadzi się w dwóch etapach, wprowadzając w pierwszym etapie modyfikator grafityzujący w ilości 0,3-0,8% wagowych w stosunku do ilości ciekłego metalu, a po dodaniu wermikularyzatora w postaci stopu metali z grupy pierwiastków ziem rzadkich wprowadza się drugą porcję modyfikatora grafityzującego w ilości 0,5-1,0% wagowych w stosunku do ilości ciekłego metalu. Jako modyfikator grafityzujący stosuje się żelazokrzem o zwiększonej do 5% wagowych zawartości wapnia.

166 489

Zaletą sposobu według wynalazku jest to, że wprowadzenie w pierwszym etapie modyfikatora grafityzującego do żeliwa o stosunkowo dużej zawartości pierwiastków powierzchniowo aktywnych powoduje znaczne zwiększenie skłonności żeliwa do zarodkowania grafitu. Następnie wprowadza się stop pierwiastków ziem rzadkich, który - stwarzając odpowiednie warunki do wzrostu grafitu w postaci wermikularnej - zwiększa zarazem skłonność żeliwa do zabieleń. Po dodaniu wermikularyzatora wprowadza się drugą porcję modyfikatora grafityzującego, co powoduje istotne zwiększenie skłonności żeliwa do grafityzacji. W wyniku takiego sposobu postępowania otrzymuje się żeliwo zawierające około 90% grafitu wermikularnego, wolne od zabieleń, nie wymagające zatem obróbki cieplnej.

Przykład. Do żeliwa o stopniu nasycenia eutektycznego Sc=0,94 wprowadzono żelazokrzem Si75A o zawartości wapnia wynoszącej 5% w ilości 0,6% wagowych w stosunku do ilości ciekłego metalu. Następnie dodano stop pierwiastków ziem rzadkich, miszmetal, zawierający wagowo; 51 %Ce, 29,8% La, 13,5% Nd, 0,1 % Pr, reszta Fe, w ilości 0,1 % wagowych w stosunku do ilości ciekłego metalu, po czym wprowadzono drugą porcję żelazokrzemu w ilości 1,(0% wagowych w stosunku do ilości ciekłego metalu.

Otrzymano żeliwo o następujących właściwościach:

stopień nasycenia eutektycznego wytrzymałość na rozciąganie twardość wydłużenie skłonność do zabieleń wg normy Meehanite - klin nr III liczba klinowa

Sc =0,99 Rm=350 MPa HB=178 A₅=2,8%

Z = 1.

Dla porównania podaje się, żeliwo o takim samym stopniu nasycenia eutektycznego poddane modyfikacji żelazokrzemem Si75A w ilości 1,6% wagowych w stosunku do ilości ciekłego metalu po uprzednim wprowadzeniu wermikularyzatora w postaci stopu pierwiastków ziem rzadkich, miszmetalu, zawierającego wagowo: 51% Ce, 29,8% La, 13,5% Nd, 0,1% Pr, reszta żelazo, w ilości 0,1% wagowych w stosunku do ilości ciekłego metalu wykazuje następujące właściwości:

Sc =0,99 Rm=370 MPa HB=184 A5=2,l% stopień nasycenia eutektycznego wytrzymałość na rozciąganie twardość wydłużenie skłonność do zabieleń wg normy Meehanite - klin nr III liczba klinowa

Z =8.

166 489

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób modyfikowania grafityzującego żeliwa z grafitem wermikularnym otrzymanym przez dodanie stopu metali z grupy pierwiastków ziem rzadkich, znamienny tym, że modyfikowanie prowadzi się w dwóch etapach, wprowadzając w pierwszym etapie modyfikator grafityzujący w ilości 0,3-0,8% wagowych w stosunku do ilości ciekłego metalu, a po dodaniu wermikularyzatora, wprowadza się drugą porcję modyfikatora grafityzującego w ilości 0,5-1,0% wagowych w stosunku do ilości ciekłego metalu.
2. 2. Sposób modyfikowania według zastrz. 1, znamienny tym, że jako modyfikator grafityzujący stosuje się żelazokrzem o zwiększonej do 5% wagowych zawartości wapnia.