Способ получения чугуна с шаровидным графитом

 

„„QU„„1148886

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦ МЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУЬЛИН.1(я) С 22 С 33/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЦЙ КОМИТЕТ СССР

re ДЕЛАМ ИЗОЫ*ЕТЕНИй И ОТНРЫТИЙ (21) 36 11348/22-02 (22) 24.06.83 (46) 07.04.85. Бюл. Ф 13 (72) О,А.Могилевцев, Н.И.Ужва, С.В.Шушура, К.А.Власенкова и Н.Т.Мачихин (71) Днепродзериинский индустриальный институт им. М.И.Арсеничева (53) 621.746.628г669.13(088.8)

{56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 110523, кл. С 21 С 7/00, 1957.

2. Металлургическая и горнорудная промьпппенность. Сборник. В 4, 1980, с. 29-30.

Ф (54) (57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА

С ШАРОВИДНЫМ ГРАФИТОМ, включаннщий предварительную обработку чугуна. лигатурой редкоземельных металлов и последующее модифицирование его в герметизированном ковше магнием, помещаемым в зарядную камеру ковша,, отличающийся тем, что, с целью сникения расхода лигатуры редкоземельных металлов и повышения уровня механических свойств чугуна и их стабильности, в ковш перед гер-.. метнзацией вводят на поверхность чугуна лигатуру редкоземельных металлов в количестве О, 10-0,35Х от мас- Я сы чугуна в смеси с плавиковым шпатом в соотношении 10:(1,0-5,0)-.

1148886

Изобретение относится к литейному производству, а именно к способам модифицирования литейных сплавов, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения для де- 5 талей, к которым предъявляются высокие требования по механическим свойствам.

Известен способ получения чугуна с шаровиднь1м графитом состоящий

1О в обработке расплава металлическим магнием в поворотном ковше с герметически закрывающейся крышкой 1).

Недостатком данного способа является то, что он требует применения шихтовых материалов с низким содержанием серы, кислорода и элементовдемодификаторов, так как пои высоких содержаниях указанных элементов они связываются магнием, что приводит к высокому его расходу, нестабильному процессу модифицирования и образованию в отливках "черных пятен", значительно снижающих механические и служебные характеристики отливок из высокопрочного чугуна.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения чугуна с шаровидным графитом, 30 включающий предварительную обработку чугуна лигатурой редкоземельных металлов и последующее модифицирование его в герметизированном ковше магнием, помещаемым в зарядную камеру ковша.

Лигатура производит рафинирование расплава, нейтрализует влияние элементов-демодификаторов, принимает участие в сфероидизации графита и 40 поэтому расход магния может быть уменьшен (2).

Недостатками известного способа являются двухстадийная обработка чугуна, что значительно усложняет технологический процесс, а также повышенный расход дорогостоящей лигатуры при обработке расплава с высоким содержанием серы и за счет ее окисления. 50

Цель изобретения — снижение расхода лигатуры редкоземельных металлов и повышение уровня механических свойств чугуна и их стабильности.

Поставленная цель достигается у тем, что согласно способу получения чугуна с шаровидным графитом, вклю" чающему предварительную обработку чугуна лигатурой редкоземельных металлов и последующее модифицирование его в герметизированном ковше магнием, помещаемым в зарядную камеру ковша, в ковш перед герметизацией вводят на поверхность чугуна лигатуру редкоземельных металлов в количестве 0,10-0,357. от массы чугуна в смеси с плавиковым шпато>ч в соотношении 10:(1,0-5,0).

Обработку чугуна производят в герметизированном ковше смесью лигатуры, содержащей, вес.7: РЗМ цериевой группы 20-40; алюминий 3,0-10,0; кальций до 2; кремний 40-50; железо — остальное, с плавиковым шпатом в соотношении 10:(1,0-5,0) в количестве 0,10-0,357 от массы расплава одновременно с металлическим магнием.

Металлический магний помещают в зарядную камеру герметизированного ковша, а смесь лигатуры с плавиковым шпатом дают на зеркало металла непосредственно перед закрытием крышки. Когда ковш поворачивают в рабочее положение, пары магния, поднимаясь через расплав, перемешивают его, участвуют в десульфурации и сфероидизации чугуна, создании восстановительной атмосферы. Это cnot собствует предотвращению окисления лигатуры и улучшению кинетических условий взаимодействия РЗМ с компонентами чугуна, и РЗМ, обладающие большим сродством к сере, кислороду и азоту, связывают их в неметаллические включения наиболее благоприятной формы, которые затем благодаря наличию плавикового шпата переходят в шлак.

Экспериментально установлено, что при вводе лигатуры РЗМ в количествах, меньше нижнего предела (0,107), не достигается повышение уровня механических свойств чугуна и их стабильности, а при вводе ее в количествах выше верхнего предела (0,357) дальнейшее повышение уровня механических свойств не наблюдается, поэтому дальнейшее увеличение расхода лигатуры нецелесообразно.

Количество плавикового шпата определено экспериментально, исходя из жидкоподвижности шлака и достаточно полной абсорбции им неметаллических включений.

По предлагаемому способу была отлита партия отливок и исследованы механические свойства чугуна.. 1148886

Результаты испатаний.представлены в таблице.

Как видно из таблицы, применение предлагаемого способа позволяет при уменьшенном расходе дорогостоящей лигатуры повысить средний уровень механических свойств и их стабиль- ность

При промьиппенном опробовании было .установлено, что эксплуатационная стойкость коленчатых валов увеличилась в среднем на 37. Ожидаемый годовой экономический эффект от внедрения предлагаемого способа получения чугуна с Йаровндным графитом для коленчатых валов составит около

28 руб на 1 т коленчатых валов.

Количество плавикового шпата, 7 от массы чугуна

Колинес тво лигатуры

РЗИ, Ж от массы чугуна

Способ шпата

Известный 0 50

0,25

0,25

0,60

Предлагаемый

10:1,0.

10:5,0

10:2,4

0,25

0,10

0,01

0 25

0 35

0,18

0,25

0 05

0,22

Продолжение таблицы

Механические-свойства

Способ

Предел прочности чугун

68 кr с/мм

Среднее Разброс

Среднее Разброс

*3,0

-0,8

Известный 52. 1,0

<2 5

1,8

Предлагаемый способ получения чугуна с шаровидным графитом осуществляется следующими операциями.

Чугун, выплавленный в электродуговой нечи и содержащий, Ж: углерод

3,9; кремний 1,5; марганец 0,4; сера 0,25 и фосфор 0,7, выпускают в .ковш емкостью 3 т, удаляют шлак и при 1500 С переливают в герметизированный ковш, в зарядную камеру 10 которого помещен металлический магний, а лигатуру редкоземельных металлов в количестве 0,10-0,35Х от массы чугуна в смеси с плавиковым шпатом в соотношении 10:5,0 вводят на поверхность металла непосредственно перед закрытием ковша герметизирующей крышкой. После обработки магнием и лигатурой P3N в герметизированном ковше, выдержки расплава и скачи-1О вания шлака производят заливку в формы.

Соотношение Количество в смеси лига- магния, Х туры РЗМ и плавикового

Относительное удлинение, /» g

1148886

Продолжение таблицы

Механические свойства

Способ

Относительное удлинение, d у Х

Предел прочности чугуна

6а, кгс/мм

Среднее Разброс

Среднее Разброс

Предлагаемый2,0

2,2

<1,0

2,2

Составитель К.Сорокин

Редактор А.Шишкина Техред С.Мигунова Корректор С.Черни

Заказ 1826/16 Тираж 583 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

+-1, 0

+-1, 5

-0,4

-0,6