Спосіб графітизуючої модифікації чавуну карбідом кремнію

Корисна модель відноситься до металургії, зокрема, до модифікаторів, - речовин, які вводяться до розплаву металу у процесі виготовлення ливарних заготовок, з метою поліпшення їх механічних властивостей. Відомий модифікатор чавуну і спосіб отримання модифікатора чавуну [патент України на винахід №57819 від 15.07.2003р. за конвенційною заявкою №19975759 від 08.12.1997р.], за яким, для виробництва чавуну застосовують модифікатор, що містить від 40 до 80% ваг. кремнію, від 0,5 до 10% ваг. кальцію і/або стронцію і/або барію, менше 10% ваг. церію і/або лантану, менше 5% ваг. магнію, менше 5% ваг. алюмінію, менше 10% ваг. марганцю і/або титану і/або цирконію, від 0,5 до 10% ваг. кисню у формі одного або декількох оксидів металів, від 0,1 до 10% ваг. сірки у формі одного або декількох сульфідів металів та решту - залізо. Відоме застосування модифікатора чавуну і спосіб його отримання є, порівняно, складним і трудомістким. Відома речовина - карбід кремнію (SiC), технічна назва - карборунд, мінеарологічна назва - муассоніт, що являє собою безбарвні, з алмазним блиском, кристали (технічний продукт - зелений і чорний). Це тугоплавка (температура розкладу 2830°С), хімічно стійка речовина, що за твердістю поступається лише алмазу і нітриду бору - боразону [Н. Moillan, C.R.// Acad. Sci. Paris, 140, 405, (1905) 2. A.G. Acheson, Engl. Pat. 17911, (1892); Добролеж С.А., Зубкова СМ. Кравец В.А. Карбид кремния. - К., Техническая литература УССР, 1963.], і використовується як абразивний матеріал, наприклад, винахід „Спосіб виготовлення абразивних відрізних та шліфувальних дискових кругів та спосіб отримання абразиву" [Патент України на винахід №48200 від 15.08.2002, за заявкою №98063066 від 08.09.1997, бюл. 8, 2002]. Відоме застосування карбіду кремнію для виготовлення деталей хімічної і металургійної апаратури, що працює в умовах високих температур. Також відоме використання карборунду для високоефективних світлодіодів. Наприклад, відомий винахід „Дзеркало з карбіду кремнію" [Патент України на винахід №80398, від 25.09.2007р., за заявкою №2004032272 від 29.03.2004р., бюл. 9, 2007] за яким, на передню робочу пластину, де знаходиться оптична поверхня, нанесено шар напівпровідникового карбіду кремнію а-модифікації, товщиною 0,5-5мм. Відомі способи застосування карбіду кремнію не вичерпують можливості його використання, зокрема, у металургійній промисловості. В основу корисної моделі поставлене завдання використання карбіду кремнію у якості модифікатора речовин, якими обробляють розплави чавуну у процесі виготовлення ливарних виробів, з метою поліпшення їх якості та підвищення механічних властивостей. Поставлене завдання досягається застосуванням шламів карбіду кремнію для графітизуючої модифікації чавунного лиття. За технічною розробкою що заявляється, карбід кремнію застосовують як модифікатор для графітизуючої модифікації чавунного лиття, для чого шлам карбіду кремнію просіюють через сито, для отримання часток розміром від 100 до 10мкм, які додають у розплав чавуну перед розливом його у форми, у співвідношенні 100250г карбіду кремнію на 1т розплаву чавуну. У результаті графітизуючої модифікації чавуну карбідом кремнію, механічні властивості (міцність, розривостійкість) ваграночних і доменних переробних чавунів збільшуються на 20-40%, що, у свою чергу, забезпечує таку важливу експлуатаційну якість виробів із чавуну, як підвищену їх зносостійкість. Приклад: У розплав 30т чавуну, при виливанні його у розливні ковші, пневматичним способом (вдуттям із повітря) внесли 4,5кг шламу карбіду кремнію. У результаті, після розливу чавуну у форми, отримані виливниці з якістю механічних властивостей (розривостійкістю), що, порівняно, з не модифікованим чавуном, зросла з 95МПа до 127МПа. Застосування шламів карбіду кремнію для графітизуючої модифікації чавунного лиття може бути здійснене на будь-якому ливарному виробництві.