Способ модифицирования серого чугуна

 

Изобретение относится к металлургии чугуна и может быть использовано для повышения механических деталей, изготовляемых литьем. Способ включает обработку расплава углеродсодержащим компонентом, в качестве которого используют графит, прокаленный при температуре выше 500^oС в течение 10 - 30 мин, что позволяет получить изолированные пластины графита как можно меньшего размера, и уменьшить объемную долю графита и толщину стенок перлитной основы, чем достигается улучшение механических характеристик серого чугуна. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к металлургии чугуна и может быть использовано для повышения механических характеристик деталей, изготавливаемых литьем.

Известно использование углеродсодержащих веществ в составе модификаторов с целью измельчения структурных составляющих чугунов и, следовательно, улучшения их механических свойств [1].

Наиболее близким к заявляемому является способ модифицирования серого чугуна с использованием брикетированной смеси, в состав которой входит сухой коллоидно-графитовый препарат [2]. Однако уровень измельчения графита недостаточен.

Задачей предлагаемого способа модифицирования серого чугуна является получение изолированных пластин графита, как можно меньшего размера, и уменьшения объемной доли графита и толщины стенок перлитной основы. Таким образом достигается задача улучшения механических характеристик серого чугуна.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что чугунный расплав обрабатывают прокаленным при температуре не менее 500^oC графитом в течение 10 - 30 минут. Предварительное прокаливание выше 500^oC обеспечивает не только полное удаление влаги и паров воды из графита, но и других газообразных примесей, присутствующих в нем. В частности происходит не только удаление, но и разложение паров воды на водород и кислород. Обработка расплава предварительно прокаленным графитом менее 10 минут не эффективна в связи с тем, что практически не вызывает изменений в структуре чугуна. Увеличение времени обработки свыше 30 мин нецелесообразно, так как дальнейшее измельчение пластин графита незначительно, а уменьшение толщины стенок основы - перлита и объемной доли графита практически не наблюдается.

Пример: Химический состав серого чугуна, используемого в качестве шихты, следующий в % (вес): углерод - 3,5, кремний - 0,94; марганец - 0,32; фосфор - 0,1, сера - 0,02; железо - остальное. Расплавление шихтового чугуна и обработку расплава графитом проводили в индукционной печи вместимостью 60 кг. Шихтовый чугун расплавляли и доводили температуру до 1300 - 1350^oC, после чего в расплав вводили предварительно прокаленный выше температуры 500^oC графит и обрабатывали расплав в течение 10, 20, 30 минут. После каждого времени обработки отливали образцы в медный кокиль размером 170 х 120 х 15 мм для металлографического анализа. Для сравнения приводим отливку образцов из чугуна этого же состава с модифицированием, в котором используется в качестве углеродсодержащего компонента коллоидно-графитовый препарат. Эффективность модифицирования оценивали по результатам количественной металлографии на оптическом анализаторе "EPIQANT". Полученные результаты сведены в таблицу.

Как видно из приведенных в таблице результатов, эффективность предлагаемого способа модифицирования для серого чугуна выше по сравнению с известным способом.

Предлагаемый способ модифицирования может быть использован при получении отливок из серого чугуна на металлургических и машиностроительных предприятиях.

Источники, принятые во внимание 1 Лахтин Ю.М. Металловедение и термическая обработка металлов. - М.: Металлургия, 1993, 443 с.

2. А.с. N 1723173, кл. C 22 C 35/00. Брикетированная смесь для обработки серого чугуна./Калинин В.Т., Каргинов В.П., Смирнов Л.П. и др. ДмеТи, Днепропетровск, опубл. БИ N 12, 1992 г.

Формула изобретения

1. Способ модифицирования серого чугуна, включающий обработку расплава углеродсодержащим компонентом, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего компонента используют графит, прокаленный при температуре выше 500^oС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку проводят в течение 10-30 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2