модификатор
Классы МПК: | C22C35/00 Сплавы (лигатуры) для легирования железа или стали C21C1/10 получение чугуна со сфероидальной формой графита |
Автор(ы): | Зиновьев Ю.А. (RU), Колпаков А.А. (RU), Зуев М.П. (RU), Большаков А.В. (RU), Селихов В.А. (RU), Кривошеев О.С. (RU), Цветнов Е.А. (RU), Гаврилов В.И. (RU), Смирнов В.Н. (RU), Колыванов С.И. (RU), Воронов Н.А. (RU), Савелова А.В. (RU) |
Патентообладатель(и): | Открытое акционерное общество "ГАЗ" (ОАО "ГАЗ") (RU) |
Приоритеты: |
подача заявки:
2003-06-04 публикация патента:
27.02.2005 |
Изобретение относится к металлургии, в частности к модифицированию серого чугуна для разностенных фасонных отливок. Модификатор содержит ферросиликобарий фракции 0,5-5,0 мас.%, гипс, фасованный в пакеты, 25-5 мас.%. Изобретение позволяет повысить усвоение ферросиликобария и серы и исключить пылеобразование от гипса, а также уменьшить отбел у чугунов и повысить механические свойства отливок. 3 табл.
Формула изобретения
Модификатор серого чугуна, содержащий ферросиликобарий и пылевидный гипс, отличающийся тем, что он содержит ферросиликобарий фракции 0,5-5,0 мм и фасованный в пакеты гипс при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Ферросиликобарий фракции 0,5-5,0 75-95
Гипс, фасованный в пакеты 25-5
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к металлургии литейного производства, в частности, к разработке составов серого чугуна для разностенных фасонных отливок.
Известен модификатор [1], который содержит следующие компоненты, мас.%;
Ферросиликобарий 25-75
Окшара 75-25
Недостатком данного модификатора является нестабильность получения положительных результатов по снижению “отбела” в отливках и повышения свойств чугуна из-за непостоянного состава окшары, так как она является отходом промышленности.
Наиболее близким к предлагаемому модификатору по технической сущности и достигаемому результату является модификатор [2] следующего состава, мас. %;
Ферросиликобарий 25-75
Гипс 75-25
Недостатком данного модификатора является недостаточное усвоение ферросиликобария и серы и пылеобразование в цехе при вводе пылевидного гипса в раскаленные ковши из-за выброса (выноса) пылевидного вещества горячими тепловыми потоками.
Технической задачей изобретения является повышение усвоения ферросиликобария, серы и исключение пылеобразования от гипса, а также уменьшение “отбела” у “жестких” чугунов и повышение механических свойств.
Техническая задача решается так, что модификатор, содержащий ферросиликобарий и серокальцисодержащий материал, содержит ферросиликобарий фракции 0,5-5,0 мм, а гипс упакован в водонепроницаемые пакеты (полиэтиленовые или другие виды водонепроницаемого материала) при следующем соотношении компонентов, мас.%
Ферросиликобарий фракции 0,5-5,0 мм 75-95
Гипс, фасованный в пакеты 25-5
Аналогов, содержащих отличительные признаки предлагаемого технического решения, не обнаружено.
На ГАЗе в лаборатории и в литейном цехе были проведены сравнительные опытные плавки с модифицированием чугуна в ковше с известным и предложенным модификатором.
Чугун выплавляли в индукционной печи ИСТ-016 с кислой футеровкой. В качестве шихты использовали чушковые передельные чугуны, возврат чугуна СЧ24, отходы стали и ферросплавы ФС65Ба4 (ТУ 14-5-160-84), ФМн70 (ГОСТ 4655-91) и гипс (ГОСТ 125-79).
Металл перегревали в печи до 1500°С и заливали образцы: клин на отбел, ступенчатый клин, заготовки для механических свойств.
Чугун был следующего химсостава, %:
Углерод 3,23
Кремний 1,70
Марганец 0,90
Хром 0,15
Фосфор 0,06
Сера 0,07
Примеры конкретных составов модификаторов, применяемого и известного, приведены в таблице 1, а результаты их использования приведены в таблице 2. Оба модификатора вводили на струю металла при переливе из печи в ковш.
Как видно из таблицы 2, у известного модификатора (1, 2, 3) фракции 3-10 мм и вводе гипса в ковш россыпью усвоение кремния составляет 68-72% и усвоение серы 69-72%. При этом механические свойства ( в) были 243-265 МПа при 20-50% междендритного графита, величина отбела 1,5-2,5 мм.
У предлагаемого модификатора (оптимальные свойства у усл. №5-7) процент усвоения ФС65Ба4 увеличивается до 88-94%, а процент усвоения серы из гипса увеличивается до 84-93%, полностью отсутствует междендритный графит, механические свойства повышаются.
С четвертым составом модификатора 70% ФС65Ба4+30% гипса чугун получается с отбелом и низкими свойствами.
С восьмым составом модификатора 97% ФС65Ба4+3,0% гипса чугун получается с отбелом, междендритным графитом и низкими механическими свойствами.
Девятый и десятый составы 75-80% ФС65Ба4 фракцией меньше 0,5 мм + 15-20% гипса и 11,12 варианты с вводом 15-20% гипса россыпью +75-80% ФС65Ба4 имеют недостаточное усвоение кремния и серы, отбел и низкие механические свойства.
Самые оптимальные свойства у чугуна получили в 5-7 вариантах предлагаемого модификатора (таблица 2). Оптимальная добавка предлагаемого комплексного модификатра находится в пределах 0,3-0,4%.
В литейном цехе ГАЗа были проведены производственные испытания предлагаемого модификатора в сравнении с известными. Отливались детали типа колесных цилиндров, клин на отбел и заготовки 30 мм дли вырезки образцов на предел прочности на разрыв. Результаты исследования сведены в таблицу 3.
Модификатор с усл. 2 состава 75% ФС65Ба4 (фракции 0,5-5,0 мм) + 25% гипса, упакованного в пакеты, по эффективности снижения отбела превосходит модификатор с усл. 1 состава 75% ФС65Ба4 фракцией 3-10 мм +25% гипса россыпью в 3 реза и повышает прочностные свойства чугуна на 15-18%.
Список литературы.
1. Ю.А.Зиновьев и др. “Модификатор серого чугуна”. А.С. 1675376. МКИ С 22 С 35/00.
2. Ю.А.Зиновьев и др. “Модификатор”. А.С. 2151213. МКИ С 22 С 35/00.
Класс C22C35/00 Сплавы (лигатуры) для легирования железа или стали
Класс C21C1/10 получение чугуна со сфероидальной формой графита