Брикет-модифікатор для обробки чавуну

1. Брикет-модифікатор для обробки чавуну, що містить нанодисперсний порошок карбонітриду 3 61091 ку мікротвердість (32000 МПа) з відомих карбідів і карбонітридів. Алюміній вводиться, як графітоутворюючий елемент та як інокулятор для зменшення кількості кисню. Введення алюмінію менше за 3 мас.%, не дає ефекту графітоутворення. Чавунна стружка збільшує кількість центрів формування графітних включень, схильність до графітизації, засвоєння модифікатора у розплаві, підвищення однорідності структури чавуну, значно підвищує його вагу. Суть корисної моделі пояснюється наступним прикладом здійснення. В умовах лабораторії КМФ НМетАУ була підготовлена експериментальна партія брикетів на гідравлічному штемпельному пресі типу ГМС-50. Ущільнення шихти виконувалося в умовах її пресування в циліндровій матриці  30 мм пуансонами з плоскими торцями (фіг.1, де 1 – пуансон, 2 – циліндрова матриця, 3 – шихта, 4 – п’ята.), внаслідок чого були одержані брикети  30 мм і hср = 15 мм. Як наповнювач для приготування брикетів використовувалась дрібнодисперсна чавунна стружка фракцією 0,5...1 мм. Шихта готується шляхом змішування компонентів у шнековому змішувачі. Брикетування шихти виконувалося при пресуванні тиском до 7 МПа. Виготовлені брикети (фіг.2 компактований порошок у вигляді таблеток або брикетів) витримувалися протягом 6 днів, для забезпечення природної 4 сушки, після чого здійснювався контроль їх фізикомеханічних та експлуатаційних властивостей, які вказані в таблиці. Режим виготовлення (пресування) брикет модифікаторів також впливають на кінетику розплавлення їх в чавуні. При цьому характер залежності тривалості розплавлення від тиску пресування брикетів має екстремальний характер. Як низький, так і надмірний тиск прискорюють процес модифікації незалежно від складу вживаних брикетів. Це викликано впливом тиску пресування на щільність і пористість брикетів, а також відомим в порошковій металургії явищем перепресування, коли вироби втрачають міцність і щільність. Запропонований модифікатор пройшов випробування в ЛКПЧ ОАО «Арселор Міттал Кривий Ріг» при обробці чавуну наступного складу: 3,2...3,6% С; 0,8...1,5% Si; 0,3...0,5% Мn; 0,3...0,6% Сr; 0,4...1,2% Ni; не більше 0,12% Р і 0,10% S. Вихідний чавун виплавляли в дуговій печі ДСН - 5т, розлили в ковші, на дно яких попередньо поклали модифікатор з розрахунку розходу модифікатора 0.1% від маси рідкого чавуну. З чавуну виливали кулі для дослідження їх структури і механічних властивостей. Кількість карбідів і кіль2 кість графітних включень в 1 мм визначали шляхом підрахунку їх на поверхні шліфа [патент 71808], міцністні властивості чавуну визначали на розривній машині УММ - 20 по ГОСТ 24648-90 і ГОСТ 27208-87. Таблиця 1 Склад і властивості брикетів Склад брикет-модифікаторів, % № п\п Модифікатор 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Відомий Запропонований Запропонований Запропонований Запропонований Запропонований Запропонований Властивості брикетів TiCN SiC Аl Чавунна стружка термоміцність мПа Час розчинення, хв 55 30,0 35,0 37,5 40,0 42,5 37,5 37,5 37,5 37,5 37,5 решта 4 4 4 4 4 2,5 3,0 4,0 5,0 6,0 решта решта решта решта решта решта решта решта решта решта 16 17 18 19 20 19 19 18 17 16 7 4,0 4,0 4,5 5,0 6,0 5,8 4,0 3,5 3,1 2,8 Результати досліджень приведені в таблиці. З таблиці видно, що склад запропонованого брикет модифікатору має найбільш краще поєднання властивостей: час розчину - 3,1...4 хвилини; твердість куль - 49... 55 HRC; ударна стійкість - 32...34 удари. Сукупність ознак, які характеризують відоме рішення не забезпечують отримання нових властивостей і тільки наявність відмінних ознак корисної моделі, що заявляється дозволяє отримати нові властивості, новий технічний результат. Кори Властивості куль Ударна стійHRC кість, кількість ударів 48 30 49 31 52 32 53 32 55 33 56 31 53 30 52 31 51 33 49 34 48 34 сна модель, що заявляється може використовуватися при виготовленні куль для гірничометалургійного обладнання і дасть значний економічний ефект. Наприклад, запропонований брикет - модифікатор використовувався при відливанні дослідної партії чавунних куль, що мелють, які експлуатувалися на збагачувальній фабриці НКГЗКа й показали більш високу експлуатаційну стійкість на 1527%, що дозволило знизити собівартість помолу руди. 5 Комп’ютерна верстка М. Ломалова 61091 6 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601