SU655740A1 - Модификатор - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к литейному производству и может быть использова но при получении отливок преимущественно из чугуна с шаровидным и вермикул рным графитом. В насто щее врем  дл  получени  чугуна с шаровидным и вермикул рным графитом примен етс  большое количество различных типов модификаторов магний (в кусках, в виде стружки или порошка); магниевые лигатуры на основе Mfl--Si; Mg-Ni ; Mg-Si-Ca; Mg-Si-Ca-РЗМ и т.д., редкоземельные металлы (РЗМ), в частности Се, У, La, Не, Рр или их сплавы l , . Применение указанных модификатор имеет недостатки, св занные с трудностью ввода, нестабильными свойствами отливок из этого чугуна, повышейной склонностью к отбелу, высоко стоимостью и т.д. Например, при модифицировании чистым магнием дл  исключени  сильного пироэффекта и выбросов жид кого металла из ковша примен ют автоклавные установки с давлением 4-6 атм или герметизированные ковши покрывают куски магни  огнеупорным покрытием различной толщины. Порошковый магний ввод т в жидкий чугун в потоке несущего газа, например азота. При модифицировании чистым магнием дл  снижени  склонности чугу .на к отбелу необходимо примен ть интенсивное вторичное (графитизируюwee ) модифицирование, например, ферросилицием, силикокапьцием и т.п. При модифицировании редкоземельными металлами или их лигатурами не требуетс  дополнительных устройств дл  их ввода в жидкий чугун вследствие сравнительно спокойного протекани  реакции. Однако из-за отсутстви  естественного барботажа в чугуне наблюдаетс  значительна  неоднородность структуры и свойств. Дл  исключени  этого требуетс  вводить в состав лигатуры магний или примен ть принудительное перемешивание расплава . При модифицировании этой группой модификаторов также требуетс  графитизирующее модифицирование. Кроме того, применение РЗМ экономически оправдано только дл  модифицировани  чугуна с низким (0,01-0,03%) исходным содержанием серы. В СССР же около 96% чугуна выплавл етс  в вагранках с кислой футеровкой и содержание серы находитс  в пределах 0,09-0,12%. При вторичном (графитиэирующем) модифицировании,как и при применении комплексных модификаторов типа Mg-Si-Са-РЗМ - другие металлы, в чу гун вноситс  0,5-1,0% и более кремни . Последнее ограничивает использование возврата чугуна с шаровидным и вермикул рным графитом дл  марок чугуна. В отливках, полученных|иэ чугуна модифицированного магнием и его сплавами, наблюдаютс  дефекты типа черных п тен,обусловленных, главным образом, флотацией сульфидов магни  в верхние слои отливки в процессе ее затвердевани . Дл  исключени  этого примен ют чистые шихтовые материалы или предварительное обессеривание чугуна перед модифицированием. Применение комплексных модификаторов в известной мере снижает отмеченный недостаток. Однако процесс приготовлени  такой лигатуры усложн етс , повьшаетс  ее стоимость, а при модифицировании наблюдаетс  исключительно сильное дымовыделение, в св зи с чем требуютс , как минимум, мощные выт жные камеры. Другим недостатком этих модификаторов  вл етс  то, что необходима бо .лае высока  температура жидкого чугуна (не менее 1450°С) . Кроме того,повы шение содержани  кремни  на 0,5-1,0% и более при модифицировании приводит к усилению флотации графита и уменьшению его содержани  в отливке, что ухудшает в них услови  питани  и уве личивает склонность к усадочным дефектам . Известен модификатор дл  чугуна, содержащий следующие компоненты, вес,%: магнийсодержащий реагент, например, стружка магни  (или его сплава) - 20-40,-барийсодержащий реагент , например, соли (или окислы) бари  2-5,- чугун с шаровидным графитом - остальное 2 . Недостатком модификатора  вл етс  склонность чугуна к дефектам типа черных п тен, дл  исключени  которых требуетс  примен ть чистые шихтовые материалы или производить перед моди фицированием обессеривание, Кроме того, полученный чугун скло нен к отбелу, в св зи с чем необходи мо проведение дополнительного графитизирующего модифицировани . Последнее приводит к увеличению в чугуне кремни . Целью изобретени   вл етс  сохранение химического состава чугуна пос ле модифицировани , в частности по кремнию, снижение склонности чугуна к отбелу, черным п тнам и образовани усадочных пустот в отливках и повышение уровн  механических свойств в отливках. Поставленна  цель достигаетс  тем что предлагаемый модификатор содержи дополнительно десульфурируютую кальцийуглеродсодержашую добавку, например карбид кальци , при следукл1ем соотношении компонентов, вес.%: Кальцийуглеродсодержащий реагент30-60 Барийсодержащий реагент 2- 5 Магнийсодержаший реагент3-10 Чугун с шаровидным графитомОстальное. Чугун с шаровидным графитом имеет следующий состав, вес,%: 3,6-4,2С; l,5-3,59i; 0,1-1,ОМп; гсО,15Р; О, ICr ,01з; 0,01-0,10Mg; 0,01-0,15{СаН-РЗМ) ; 0,002-0,01(РЬ +Се). Содержание в модификаторе магни  свыше 10% увеличивает при вводе пироэффект и может вызвать вьйрос металла из ковша. При содержании магни  менее 3% необходимо вводить очень большое количество модификатора, что, естественно,резко снижает температуру чугуна. Кроме того, удельна  стоимость модификатора в пересчете на магний при снижении содержани  магни  значительно повышаетс . Повышение содержани  в модификаторе десульфурирующей добавки выше 60S становитс  малоэффективным, кроме того , вызыва  снижение содержани  графитизированной дроби, уменьшает его графитизирующую способность. Повышение содержани  графитизированной дроби-чугуна с шаровидным графитом в модификаторе выше верхнего предела (65%) снижает содержание десульфурирующей добавки и ее коли- . чество уже не обеспечивает достаточного полного обессеривани  чугуна в ковше и флотации сульфидов серы на поверхность расплава. Химический состав дроби выбран из услови  получени  в ней наибольшего количества графитных включений, их общего объема и малой продолжительности графитизирующего отжига. Оптимальный состав модификатора следующий, вес.%: Кальцийуглеродсодержащий реагент ( десульфурирующа  добавка) 45 Барийсодержащий реагент - соль (или окисел) бари  3,5 Магнийсодержащий реагент стружка ( или порошок) магни  6,6 Графитизированна  дробь из чугуна с шаровидным графитом45 Количество модификатора зависит от содержани  серы и, например,при ее содержании в чугуне 0,04-0,06% составл ет приблизительно 1,5%. Процесс модифицировани  заключает-, с  в следующем. I Модификатор в виде прессованного брикета вводитс  в жидкий чугун известными способами, например с помощью колокола, штанги или помещаетс  в специальное углубление , выполненное в ковше и т.п. При достижении, температуры испаре 1и  магни  {1107 С) частицы магни испар ютс , при этом в результате давлени  его паров происходит отстрел частичек десульфуратора и дроби, вызывающий перемещение их в объеме расплава. Испарение магни  происходит последовательно по сечению брикета, что не приводит к выбросам жидкого металла или значитель ному пироэффекту. Применение предложенного модификатора обеспечивает посто нство хим ческого состава чугуна по кремнию, отсутствие черных п тен и отбела в отливках, повышенный выход годного, а также увеличение стабильности механических свойств металла по сечению отливок. Черные п тна в отливках не образуютс  вследствие того,что десульфур рующа  добавка в сочетании с солью (или окислами) бари  и магнием спос ствует глубокому обессериванию жидкого чугуна, коагул ции сульфидов и последующему.всплыванию в ковше, чт позвол ет удалить их из расплава еще до заливки металла в фЬрму. Отсутствие отбела в отливках достигаетс , с одной стороны, за счет глубокого обессеривани  (SiO,01%), что позвол ет получать необходимую форму графита при низком остаточном содержании магни ; с другой стороны, за счет применени  графитизированной дроби из чугуна с шаровидным графитом. Оптимальный размер дроби 0,5-4 мм. В каждом кубическом миллиметре такой да)оби содержитс  10 -10- включений графита,  вл ющихс  центрами кристаллизации после введени  модификатора в жидкий чугун. Повышение выхода годного достигаетс  тем, что отсутствие при модифицировании повышени  содержани  кремни  позвол ет подн ть содержание углерода в отливке на 0,15-0,20% при сохранении углеродного эквивалента на одном уровне. Кроме того, благодар  более низкому, содержанию остаточного магни  и хорошей графитизирующей подготовки расплава значительно снижаетс  предусадочное расширение затвердевающей оболочки от-. ливки, уменьша  тем самым дефицит питани  внутри отливки. Примеры приведены в таблице.

10

30

45

6,5

6,5

25 Нижние пределы относ тс  к чугунам модифицированием до 0,02%; верхние

1.0-1,5

При низкой

температуре чугуна {1375-1425°С)

1,5-2,3

При средней температуре

чугуна (1425-1475с)

1,6-2,5

При средней температуре

Claims (2)

1. чугуна (1425-1475с) с содержанием серы перед пределы - 0,05-0,08%. 7 655 Формула изобретени  1. Модификатор, содержащий магнийсодержатий реагент, барийсодержащий реагент и чугун с шаровидным графитом, отличающийс  тем, что, с целью снижени  отбела и повышени  механических свойств чугуна , он дополнительно содержит кальцийуглеродсодержащий реагент при еледующем соотношении компонентов, вес .%: Кальцийуглеродсодержащий реагент 30-60 Барийсодержащий реагент 2-5 о Магнийсодержащий реагент 3-10 Чугун с шаровидным графитом Остальное 2. Модификатор по п.1, о т л и чающийс  тем, что в качестве кальцийуглеродсодержащего реагента он содержит карбид кальци , Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Ващенко К.И., Софрони Л. Магниевый чугун, М., Машгиэ, 1960, с.5-8.
2. 2. Авторское свидетельство СССР 459503, кл С22С 55/00, 1973.