SU602587A1 - Inoculant - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к отрасли литейного производства, в основном к присадочным материалам (модификаторам, .сплавам, лигатурам и т.п.) дл  серого чугуна и может быть использовано при внепечной обработке жидкого чугуна дл  повышени  степени графитиз-ации чугуна и предотвращени  отбела в чугунных отливках.The invention relates to the foundry industry, mainly to filler materials (modifiers, alloys, ligatures, etc.) for gray iron and can be used in the after-furnace processing of liquid iron to increase the degree of graphitization of the iron and prevent chafing in the iron castings. .

Дл  повышени  степени графитизации чугуна и предотвращени  отбела в чугунных отливках примен ют различные графитизирующие присадки (модификаторы, лигатуры и т.п.), которые ввод тс  в жидкий металл перед заливкой (или во врем  ее) в литейные формы.To increase the degree of graphitization of pig iron and to prevent chillings, various graphitizing additives (modifiers, ligatures, etc.) are used in iron castings, which are introduced into the liquid metal before pouring (or during it) into molds.

В насто щее врем  в качестве графитизирующих присадок дл  внепечной . обработки чугуна используютс : модификатор , содержащий S i , Са , Се , ,A2, комплексный модификатор, содержащий Mg,Ca, РЗМ, Ва, М vf, А f , B,Fe, bi 2 , и многие другие .Currently as a graphitizing additive for secondary. Iron treatments are used: a modifier containing Si, Ca, Ce, A2, a complex modifier containing Mg, Ca, REM, Ba, M vf, A f, B, Fe, bi 2, and many others.

Но указанные модификаторы не обеспечивают необходимую степень графитизации обрабатываемого чугуна, предотвращение отбела и длительное сохранение модифицирующего эффекта, что объ сн етс  малой устойчивостью образующихс  центров графитизации.. But these modifiers do not provide the necessary degree of graphitization of the processed iron, preventing chill, and long-lasting preservation of the modifying effect, which is explained by the low stability of the resulting graphitization centers.

Из известных модификаторов наиболее близким по химическому составу к предлагаемому  вл етс  модификатор, предназначенный дл  предотвращени  отбела в чугунных отливках и дл  повышени  степени графитизации чугуна, прин тый за прототип, содержащий, вес.%: Са 8-18Of the known modifiers, the closest in chemical composition to the proposed is a modifier designed to prevent chill in cast iron castings and to increase the degree of graphitization of cast iron, adopted as a prototype, containing, wt.%: Ca 8-18

Ре 20-35 Си 0,5-20 Ьк 0,2-5 АЕ 0,2-2,5Re 20-35 Cu 0.5–20 lb 0.2–5 AE 0.2–2.5

а Остальноеbut other

Однако .этот модификатор имеет малый срок сохранности модифицирующего эффекта, неудовлетворительную графитизирующую способность, поглощает значительное количество тепла дл  своего растворени  и заметно понижает температуру и жидкотекучесть расплава (металла).However, this modifier has a small duration of preservation of the modifying effect, unsatisfactory graphitizing ability, absorbs a significant amount of heat to dissolve and significantly lowers the temperature and fluidity of the melt (metal).

Claims (3)

Дл  повышени  графитизируюцей способности модификатора, улу -шени  его растворимости и усво емости и увеличе1ни  длительности модифицирующего эф- фекта в расплаве в состав предлагаем го модификатора дополнительно введе ны углерод, барий и РЗМ при следу щем . соотношении компонентов, вес.% Si 20-25 СЦ 16-24 Ьн 0,5-5 АЕ 4-6 .Ре Остально где РЗМ - редкоземельные металлы, со держащие 4-5% цери , 1-2% самари  и 1-2% неодима. Углерод вводитс  в виде графита СКК (ГОСТ 5420-50). высокое графитизирующее действие модификатора достигаетс  за счет ком плексного введени  в его состав графитизирующих или нейтральных химичес ких элементов: угледора, кремни , алюмини , кальци ,меди, олова, бари  и РЗМ, Ввод углерода в состав модификато ра оказывает особенно благопри тное вли ние на его графитизирующую спосо ность. Углерод сам по себе, как известно ,  вл етс  сильным графитизато ром чугуна и введение его в обрабаты ваемый чугун в виде мельчайших включений графита создает в чугуне допол нительные готовые центры графитизации , которые характеризуютс  высокой устойчивостью и улучшают распределение графита в металле. Кроме того, введение углерода в расплав способствует повышению жидкотекучести и улучшению заполн емости форм. РЗМ (особенно Ce,Sm,Nd ) в небольших количествах оказывают интенсивное графитизирующее вли ние, значител но снижают отбел, способствуют повышению температуры обрабатываемого чу Гуна и повышают жидкотекучесть чугуна на 5-6%. Введение В и способствует повышению устойчивости центров графитизации , увеличению времени их сохранени . Низка  температура плавлени  модификатора (1080-1120°С) достигаетс  путем введени  в его состав химических э-лементов с низкой температурой плавлени  {Са,Ва, Си,Ьп, AE,Ce,5ttt,)Ud в количествах, указанных аыше. Это обеспечивает хорошую растворимость м усво емость его в обрабатываемом чугуне даже с относительно невысокой температурой (1350С) . Необходимый удельный вес модификатора обеспечиваетс  за счет введени  т желых химических элементов Сц , Ре , Зп , Ce,Sm,Nd в количестве не менее 45%. Исключение значительных потерь температуры и жидкотекучести жидкого чугуна достигаетс  не только за счет более низкой температуры плавлени  одификатора, но и за счет введени  экзотермических и горючих элементов (РЗМ и алюмини ). Далее приведены примеры составов предлагаемого модификатора . Пример 1. Состав, вес.%: Ь 20«а 3 Са 10РЗМ 6 Си 20с 10 5« 3 .Ре 23 АС 5 Свойства чугуна, обработанного модификатором: предел прочности при изгибе - 46 кгс/мм , жи котекучос гь 444мм; температура чугуна через 1 MIMI после обработки в.,..г1ичнна отбела через 1 мин после ofJtJafiOTK : 4-:) мм, через 8 мин 4-5 мм. Пример 2. Состав, вес.%: Ь( 20Ва 1 Са 10РЗМ 9 Си. 20с 10 6м 3Ге 22 АЕ 5 Свойства чугуна, обработанного модификатором:предел прочности при изгибе 47 ,5кгс/мМ;жидкотекучесть 455мм; температура чугуна через 1 мин, после обработки 1340С; величина отбела через 1 мин после обработки 3-4 мм, через 8 мин. - 3-4 мм. Пример 3. Состав, вес.%: & 20Ъа 5 CQ 10-ръ/л 7,5 си 20С 8 им 3Ге 21,5 А2 ,5 Свойства чугуна, обработанного модификатором: предел прочности при изгибе 46,5 кгс/мм ; жидкотекучесть 450 мм; температура чугуна через 1 мин после обработки 1340с, величина отбела через 2 мин после обработки 3,54 ,5 мм, через 8 мин 4-5 мм. Пример 4. Состав, вес.%: bi 20 Ва 4 CQ 10 РЗМ 7,5 си .20. С 12 . Sit 3 Ре 18,5 ле 5 Свойства чугуна, обработанного модификатором: предел прочности при изгибе 47,4 кгс/мьС жидкотекучесть 454 мм; температура чугуна через 1 мин после обработки 1335С; величина отбела через 1 мин 4-5 мм; через В мин 4-5 мм. Оптимальное содержание в модификаторе редкоземельных металлов (цери , самари , неодима) составл ет (вес.%) 6-9, углерода 8-12, бари  1-5. При уменьшении содержани  РМЗ в модификаторе резко понижаютс  температура и жидкотекучесть обрабатываемог чугунй, уменьшаетс  графитизирующее действие модификатора, при увеличени содержани  РЗМ последние оказывают карбидообразующее вли ние. Уменьшение с.одержани  углерода в модификаторе приводит к уменьшению графитизирующего действи  модификато ра, а увеличение содержани  углерода приводит к ухудшению формы и распределени  графита и ухудшению механиче ких свойств чугуна. При содержании в модификаторе бари  менее 1,0% снижаетс  длительност модифицирующего эффекта -присадки в расплаве, а при увеличении содержани  более 5,0% свойства модификатора практически не измен ютс . Более высокое графитизирующее дей ствие модификатора по сравнению с известными позвол ет получить качест венные чугунные отливки без поверхностного отбела. Модифицирующий эффект модификатора после ввода в чугун с течением вр мени полностью tie пропадает за счет высокой устойчивости зародышей графитизации , обусловленной наличием в нем графита и бари . Особенно эффективно действие модификатора при использовании чугуна с низким содержанием углерода и пониженной температурой. Применение модификатора дл  внепе ной обработки чугуна предотвращает по вление отбела в отливках, образование макро- и микротрещин в отливка исключает анизотропность, неоднород кость свойств по сечению отливки и тем самым, повышает качество, эксплуатационную надежность и долговечность отливок . Формула изобретени  Модификатор дл  обработки чугуна, содержащий кремний, кальций, медь, олово, алюминий, железо, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  его графитизирующей способности, улучшени  его растворимости и увеличени  степени усвоени , он дополнительно содержит углерод, барий и редкоземельные металлы, при следующем соотношении компонентов, вес.%: Кремний 20-25 Барий Кальций 7-10 Редкоземельные металлы 6-9 16-24 Углерод 8-12 0,5-5 Железо Остальное Алюминий 4-6 Источники информации, прин тые во нимание при экспертизе: 1.Авторское свидетельство 461150, л. С 22 С 35/00, 1972. To increase the ability of the modifier to graphitize, to increase its solubility and digestibility, and to increase the duration of the modifying effect in the melt, carbon, barium and rare-earth metals were added to the proposed modifier with the following. the ratio of components, wt.% Si 20-25 SC 16-24 ln 0.5-5 AE 4-6. Re The rest where REM is rare earth metals containing 4-5% cerium, 1-2% samarium and 1-2 % neodymium. Carbon is introduced as CCM graphite (GOST 5420-50). the high graphitizing effect of the modifier is achieved by the complex introduction of graphitizing or neutral chemical elements: coal, silicon, aluminum, calcium, copper, tin, barium and rare-earth metals to its composition. The introduction of carbon into the composition of the modifier has a particularly favorable effect on its graphitizing ability. Carbon itself is known to be a strong graphitizer of cast iron and its introduction into the processed cast iron in the form of the smallest inclusions of graphite creates additional ready graphitization centers in the cast iron, which are characterized by high stability and improve the distribution of graphite in the metal. In addition, the introduction of carbon into the melt contributes to an increase in fluidity and an improvement in the mold filling capacity. REM (especially Ce, Sm, Nd) in small quantities have an intensive graphitizing effect, which significantly reduces chill, promotes an increase in the temperature of the processed Chu Gong and increases the fluidity of cast iron by 5-6%. Introduction B contributes to the stability of graphitization centers, increasing the time of their conservation. The low melting point of the modifier (1080-1120 ° C) is achieved by introducing chemical elements with a low melting point {Ca, Ba, Cu, bn, AE, Ce, 5ttt,) Ud in the amounts indicated above. This ensures good solubility and its absorption in the processed iron even with a relatively low temperature (1350 ° C). The required specific weight of the modifier is provided by introducing heavy chemical elements Sc, Fe, Sn, Ce, Sm, Nd in an amount of at least 45%. The elimination of significant loss of temperature and fluidity of molten iron is achieved not only due to the lower melting point of the odifier, but also due to the introduction of exothermic and combustible elements (REM and aluminum). The following are examples of formulations of the proposed modifier. Example 1. Composition, wt.%: L 20 "a 3 Ca 10RZM 6 Cu 20s 10 5" 3. Re 23 AU 5 Properties of cast iron, treated with a modifier: flexural strength - 46 kgf / mm, life expectancy 444mm; the temperature of the cast iron after 1 MIMI after the treatment in., .. was bleached off after 1 min. after ofJtJafiOTK: 4- :) mm, after 8 min 4-5 mm. Example 2. Composition, wt.%: B (20Ba 1 Ca 10RZM 9 Cu. 20s 10 6m 3D 22 AE 5 Properties of cast iron treated with the modifier: flexural strength 47, 5kgs / mM; fluidity 455mm; temperature of cast iron after 1 min, after treatment 1340C; the amount of whitening after 1 min after treatment is 3-4 mm, after 8 min - 3-4 mm. Example 3. Composition, wt%: & 20a 5 CQ 10-p / l 7.5 si 20C 8 them 3Ge 21.5 A2, 5 Properties of cast iron treated with a modifier: flexural strength of 46.5 kgf / mm; flowability of 450 mm; cast iron temperature after 1 min. After treatment 1340s; 4, 5 mm, after 8 min 4-5 mm. Example 4. Composition, wt.%: Bi 20 Ba 4 CQ 10 REM 7.5 7.5. C 12. Sit 3 Pe 18.5 le 5 Properties of cast iron, treated with a modifier: flexural strength 47.4 kgf / mS Molability 454 mm; temperature of cast iron 1 min after treatment 1335 C; chill out value after 1 min 4-5 mm; after min min 4-5 mm. Optimum content in rare earth metal modifier (cerium, samarium, neodymium) is (wt.%) 6-9, carbon 8-12, barium 1-5. With a decrease in the RMZ content in the modifier, the temperature and fluidity of the treated cast iron sharply decrease, the graphitizing effect of the modifier decreases, and with an increase in the REM content, the latter have a carbidogenic effect. A decrease in the carbon content in the modifier leads to a decrease in the graphitizing effect of the modifier, and an increase in the carbon content leads to a deterioration in the shape and distribution of graphite and a deterioration in the mechanical properties of the iron. When the content in the modifier barium is less than 1.0%, the duration of the modifying effect of the melt additive is reduced, and with an increase in the content of more than 5.0%, the properties of the modifier remain almost unchanged. The higher graphitizing effect of the modifier compared to the known ones allows to obtain high-quality cast iron castings without surface chill. The modifying effect of the modifier after entering the cast iron over time completely disappears due to the high stability of the graphitization nuclei, due to the presence of graphite and barium in it. The effect of the modifier is especially effective when using cast iron with low carbon content and low temperature. The use of a modifier for the out-of-furnace treatment of cast iron prevents the occurrence of chill in castings, the formation of macro- and microcracks in the casting eliminates the anisotropy and heterogeneity of properties over the section of the casting and thereby improves the quality, operational reliability and durability of the castings. Claims Modifier for the treatment of cast iron containing silicon, calcium, copper, tin, aluminum, iron, characterized in that, in order to increase its graphitizing ability, improve its solubility and increase its absorption, it additionally contains carbon, barium and rare earth metals, with the following ratio of components, wt.%: Silicon 20-25 Barium Calcium 7-10 Rare-earth metals 6-9 16-24 Carbon 8-12 0.5-5 Iron Rest Aluminum 4-6 Sources of information taken into account during examination : 1. Author's testimony in 461150, l. C 22 C 35/00, 1972. 2.Авторское .свидетельство 471386, кл. С 21 С 1/10, 1972. 2. Authors. Certificate 471386, cl. From 21 1/10, 1972. 3.Авторское свидетельство № 395481, л. С 22 С 35/00, 1971.3. The author's certificate number 395481, l. C 22 C 35/00, 1971.