Модифікатор для обробки чавуну

1. Модифікатор для обробки чавуну, що містить плакований сумішшю твердих вуглеводнів метанового ряду ультрадисперсний порошок карбонітриду титану, який відрізняється тим, що він 3 71808 4 дистих фаз (цементія і карбідів). Частинки карбіду шок на короткий час занурювали у розплавлений кремнію мають здатність після засвоєння їх розчипарафін. ном та досягнення ними в розплаві критичного Вихідний чавун виплавляли в індукційній печі, розміру, уповільнювати розчинення, існуючи в тарозлили в ковші, на дно яких перед заливом покому виді визначений час. клали пакети з модифікатором. З чавуну виливали При уводі ультрадисперсного порошку SiC в стандартні технологічні проби для дослідження розплаві утворюються локальні мікрооб'єми заевструктури і механічних властивостей чавуну. Кільтектичного чавуну з термодинамічними центрами кість карбідів і кількість графітних включень в 1мм 2 кристалізації графіту. В мікрооб'ємах розплаву визначали шляхом підрахунку їх на поверхні шлічастинки карбіду кремнія розкладаються [7]: фа [9], міцні властивості чавуну визначали на розSiC+Fe=FеSі(розчинний)+С(нерозчинний). ривній машині УММ-20 по ГОСТ 24648-90 і ГОСТ Вуглеродисте утворення, яке має свою міжфа27208-87. зну межу, є центрами кристалізації графіту. При Результати досліджень наведені в таблиці. цьому мікроутворення кремнію підвищують активЗ таблиці видно ,що найбільш високі резульність вуглецю, що прискорює дифузіонні процеси. тати отримані при наявності 40...70% TiCN і Утворення великої кількості центрів кристалізації 30...60% SiC (складові 3...6).При зменшенні кількопри модифікуванні сприяє формуванню дрібнозесті TiCN до 30% зменшується міцність чавуну при рнистої структури сірого чавуну без наявності кривигину Gu, внаслідок недостатньої зміцнюючої хких структурних складників (відбілу). добавки у вигляді тугоплавких і тверди х частинок Крім того, для досягнення поставленного заTiCN у складі модифікатора. При збільшенні кільвдання ультрадисперсний модифікатор перед кості TiCN вище 70% (склад 7) помічається значне плакуванням обробляють 10...20% розчином азозбільшення кількості карбідів (7,9%) і зменшення тної кислоти, яка містить гліцерин у співвідношенні кількості графітних включень в мм 2, що приводить 1:(3...5). до отримання великозернистої структури, що в Поверхневі шари частинок SiC I TiCN, прореасвою чергу говорить про недостатність графітизугував з азотною кислотою, що містить поверхневоючих ультрадисперсних добавок у вигляді SiC. активну речовину у вигляді гліцерину, очищуються З таблиці також видно, що оптимальні резульвід різних газоутворюючих домішок. Очищені потати отримані при 10..20% розчині азотної кислоти верхні, в свою чергу, захи щуються від насичення (склад 9.. 10). При меншій концентрації кислоти киснем, воднем, та іншими домішками, дякуючи (5%) знижується міцність чавуну і погіршується високій сорбціонній здібності гліцерину як поверхмакроструктура (збільшується великозернистість), нево-активної речовини. так як зменшується кількість графітних включень в Найбільш ефективним є обробка ультрадис1мм 2 поверхності шліфа. При більш вищій конценперсних частинок, які отримані методом плазмохітрації розчину (25%) якість чавуну майже не підмічного синтезу на спеціальних високочастотних вищується (склад 11), тому доцільніше буде не установках, внаслідок особливого енергетичного підвищувати концентрацію азотної кислоти. Вплив стану поверхності цих частинок. Порошок, отримаспіввідношення азотної кислоти і гліцерину на ний таким методом, має аморфно-кристалічний якість чавуну при досліджені на складових 12.. 15 стан, якому притаманна висока активність при видно, що збільшення долі гліцерину до співвідуводі його в розплав. В частинках такого порошку ношення 1:2 (склад 12) трішки впливає на структуміжатомна відстань убуває до поверхності внасліру і міцність чавун у, а зниження співвідношення док дії великого поверхневого натягування [8]. Вименше ніж на 1:5 погіршує якість чавуна сокій ефективності сприяє підвищенний теплома(склад 15). сообмін внаслідок барботажу мікрооб'ємів Таким чином, заявлений чавун за порівнянням розплаву, створений продуктами випаровування з відомим має значно більш низький склад карбідів мікролакірованого шару частинок ультрадисперс(в середньому у 3,6 рази), більшу кількість графітного модифікатора. них включень (більш мілкозернисту стр уктур у в 2,2 Таким чином, сукупність всіх суттєвих ознак і рази), більш високі ознаки міцності при вигину (у сумарних якостей дозволяє отримати вище відо1,6 рази). мого рівня техніки нові технічні результати у відпоСукупність ознак, які характеризують відомі відності з поставленим завданням, тому винахід рішення, не забезпечують досягнення нових власвідповідає критерію „новизна". тивостей і тільки наявність відрізняючих ознак заЗапропонований модифікатор пройшов випроявленого винаходу дозволяє отримати нові власбування на ливарній ділянці Національної металутивоті, новий те хнічний результат. Заявний ргійної академії України (м. Дніпропетровськ) при винахід відповідає критерію „винахідний рівень". обробці чавун у наступного складу: 3,0...3,2% С, Заявлений модифікатор можна застосовувати 1,5... 1,8% Si, 0,4...0,6% Mn 0,03...0,05% S, при відливі деталей для металургійної і машино0,2....0,3% P, 0,1...0,3% Сr. Використовували ультбудівної промисловості, що дає значний економічрадисперсний модифікатор на основі TiCN і SiC, ний ефект. отриманний методом плазмохімічного синтезу. Наприклад, застосування заявляємого модиПорошок обробляли різними співвідношеннями фікатора при відливці колісних виливниць в стаазотної кислоти і гліцерину при кімнатній темпералефасоноливарному цеху Нижньодніпровського турі і перемішували протягом 50...60хв. Потім потрубопрокатного заводу (м. Дніпропетровськ) дорошок промили дистилірованою водою на вакуумзволило підняти стійкість виливниць в мартенівському цеху в 1,3... 1,4 рази. фільтрі і сушили при 80...100°С. Після цього поро 5 71808 6 Очікуваний річний економічний ефект від заТаким чином, заявлений модифікатор для обстосування заявленого модифікатора при відливі робки чавуна відповідає критерію „виробнича заколісних виливниць складає більше 1,0млн. грн. стосовність". Таблиця Результати досліджень чавуну, обробленого в ідомим і заяв ляємим модифікаторами № 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Вид модифікатора Відомий Заяв ляємий Заяв ляємий Заяв ляємий Заяв ляємий Заяв ляємий Заяв ляємий Заяв ляємий Заяв ляємий Склад, мас % TiCN 60 30 40 50 60 70 80 50 50 50 50 50 50 50 50 SiC Сu 70 60 50 40 30 20 50 50 50 50 50 50 50 50 40 Попередня обробка перед плакув анням Співв ідно% азотної шення азотної кислоти кислоти і гліцерину 15 1:4 15 1:4 15 1:4 15 1:4 15 1:4 15 1:4 5 1:4 10 1:4 20 1:4 25 1:4 15 1:2 15 1:3 15 1:5 15 1:6 Використані джерела: 1. Бабаскин Ю.З. Структура и свойства литой стали. - Киев: На укова думка, 1980. -240с. 2. А.с.1320253(СССР), С22С35/00. Смесь для модифицирования серого чугуна. - Б.И. №=24, 1987. - с.6. 3. Патент РФ №2069702, С22С350. Модификатор для обработки чугуна. - Б.И. No-33, 1996 - с.8. 4. Патент РФ №2069704, С21С1/10. Модификатор для сфероидизирующей обработки чугуна. - Б.И. №33, 1996. - с.8. 5. Деклараційний патент України №28485А, С22С35/00. Модифікатор для інокулюючої обробки чавуну . - Б.И. №5-ІІ, 2000, - 6с. Комп’ютерна в ерстка В. Мацело Кількість карбідів , % Кількість графітних включень, шт/мм 2 13,5 2,5 2,6 3,8 4,5 4,6 7,9 4,9 3,5 3,0 3,2 2,8 2,6 2,0 3,8 72 178 175 162 145 137 109 136 168 173 172 175 181 165 139 Границя міцності при в игині, Gu, МПа 284 415 446 462 479 497 435 432 471 472 468 486 489 492 453 6. Гаврилин И.В. Плавление и кристализация металлов и сплавов. - Владимир: ВГУ, 2000. 260с. 7. Рабинович В.А., Хавин 3-Я. Краткий химический справочник. - Ленинград: Химия, изд.2-е, 1978. - 392с. 8. Морохов И. Д. Современное состояние проблемы „ультрадисперсные системы" /Физикохимия ультрадисперсных систем/. - М.: Наука, 1997. - с.3...9. 9. Салтыков С.А. Стереометрическая металлография. - М.: Металлургия ,1976. - 328с. Підписне Тираж 37 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601