Модифікатор класу umcsc

Винахід відноситься до металургії, а зокрема до модифікаторів -речовин, які вводяться до чавуну, сталі і кольорових металів у процесі виготовлення ливарних заготовок, з метою створення дрібнодисперсної структури металів і поліпшення їх якості. Відомі модифікатори за [патентами України 29736А від 15.11.2000p., Бюл. 6, 2000p. і 71808А від 15.12.2004, Бюл. 12, 2004p.], які є композицією речовини де розмір часток складає від 100 до 500ангстрем, тобто вони відносяться до класу ультрадисперсних модифікаторів (УДМ). Виготовлення модифікаторів класу УДМ потребує застосування спеціальних плазмових установок, що робить їх виробництво відносно дорогим. Модифікатори класу УДМ, через окислюваність поверхні часток, є пожежонебезпечними - тобто при контакті з атмосферним киснем, у результаті навіть невеликих струшувань та ударних навантажень, схильні до самозапалення, і тому потребують обов'язкової додаткової обробки - плакірування вуглеводнями метанового ряду, що крім збільшення собівартості виробництва, також обмежує термін їх використання, від 3 міс. до 1 р., та вимагає спеціальних умов зберігання. Прототипом винаходу, що заявляється, також є модифікатор за патентом 57819 від 15.07.2003p., Бюл. 7, 2003 p., який відноситься до класу стандартних модифікаторів, що, для досягнення необхідної якості металу, потребують застосування у великій кількості. В основу винаходу поставлено завдання створити модифікатор, який би не мав, названих, у наведених прототипах, недоліків, і поліпшував якість ливарних чавунних заготовок. Поставлене завдання досягається розробкою модифікатора класу UMCSC, у якому розмір часток карбідів, нітридів, боридів, силіцидів та чисти х металів знаходиться у діапазоні від 1 до 200 мікрон. Відмінною особливістю модифікатора класу UMCSC - є включення де його складу наступних елементів, розмір часток яких є у діапазоні від 1 до 200 мікрон: 1. молібдену борид 2. молібдену карбід 3. молібдену дісиліцид 4. ванадію борид 5. ванадію карбід 6. вольфраму борид 7. вольфраму карбід 8. вольфраму дісиліцид 9. бору карбід 10. бору нітрид 11. бору силіцид 12. титану карбід 13. титану нітрид 14. титану борид 15. титану карбонітрид 16. титану дісиліцид 17. цирконію карбід 18. цирконію нітрид 19. цирконію борид 20. кремнію нітрид 21. кремнію карбід 22. кремнію тетраборид 23. кальцій 24. ніобію карбід 25. ніобію борид 26. мідь 27. хрому 6of ид 28. хрому силіцид 29. церію нітрид 30. танталу карбід 31. алюмінію нітрид 32. магнію нгрид 33. магнію казбід 34. магнію силіцид 35. нікель Більша кількість елементів у композиції модифікатора дозволяє створити тонкий механізм дії на розплави різних металів, що істотно покращує якість ливарної продукції і зменшує загальну витрату вживаного модифікатора. Вибірковість у застосуванні композицій модифікатора дозволяє знизити його витрати по компонентно - від 10 до 350 грам, внаслідок чого істотно зменшується собівартість вироблюваної ливарної продукції, у порівнянні, як при виробництві із застосуванням прототипів, так і при використанні стандартних лігатур. Дія багатокомпонентних композицій, що входять до складу модифікаторів класу UMCSC, залежить від процесу розкладання компонентів модифікатору, кристалізаційного зростання, коагуляції дисперсності первинних вторинних структур, які впливають на графітизацію, електронну будову фізичних часток вхідних елементів, кінетичні особливості поведінки часток у розплаві. Винаходом, що пропонується, вирішується завдання введенні у розплав металів тугоплавких часток також для створення нових центрів кристалізації, що має місце, коли на поверхні металу відбувається зародження кристал в первинної фази. Утворення кристалів первинної фази залежить від особливостей часток, які вносяться у розплав металу, та їх розмірів. Для отримання нових центрів кристалізації необхідно, щоб взаємодія (з'єднання) часток модифікатора, які вводяться, з розплавом металу була стійкою. Слід зазначити, що величина оболонки металевої фази на поверхні частинки залежить від взаємовідношення термодинамічних особливостей модифікатора і розплаву металу. Помічено, що чим більше різниця між температурами плавлення модифікатора і розплавом металу, тим більше його ефективність. Також важлива електронна спорідненість модифікатора і розплаву металу, тобто модифікатори повинні мати металевий тип провідності. Дія модифікатору класу UMCSC, певною мірою, пояснюється дією окремих його складових: - карбід кремнію - надає графітизуючу дію, усуває карбіди, подрібнює графітну фазу; - нітрид алюмінію - надає графітизуючу дію, усуває карбіди; - карбонітрид титану - надає інокулюючу дію, підвищує міцність, подрібнює структур у; - нітрид титану - надає інокулюючу дію, підвищує міцність, подрібнює структуру; - силіцид магнію - створює сфероїдизуючу дію, сприяє утворенню шароподібного компактного графіту; - нітрид магнію - створює сфероїдизуючу дію, сприяє утворенню шароподібного компактного графіту. Використання модифікаторів класу UMCSC при модифікуванні розплавів металів дозволяє: - здрібнювати структур у будь-якого металу за рахунок створення нових центрів кристалізації; - усунути карбіди - якщо до модифікації кількість карбідів складала 12 15%, то після модифікування карбіди відсутні; - зменшити розмір графітних включень з 40-45 мкм - до модифікування, до 15-20 мкм - після модифікування; - збільшити міцність чавуну з 135-150МПа (СЧ10) - до модифікування, до 200-215МПа (СЧ20) - після модифікування. - вилучити цементитну складову, як кромкову, так і по усьому перетин і відливок. Конкретно відповідного опису складу модифікатора для кожного заданого виду литва не існує, проте є компонентний ряд складів модифікаторів, що застосовуються на практиці, наприклад: - для модифікації розплаву чавуну при виробництві виливниць у дозуванні від 50 до 350 грам покомпонентно: - нітриди, карбіди, карбонітриди титану; - карбіди, нітриди кремнію; • карбіди ванадію; - карбіди ніобію; - мідь; - нітриди алюмінію; - нікель; - нітриди, карбіди, силіциди магнію; - карбіди, нітриди, бориди цирконію, - для модифікації розплаву чавуну і сталі при виробництві молольних тіл різної форми, у дозуванні від 50 до 350 грам покомпонентно: - нітриди, карбіди, карбонітриди, бориди титану; - карбіди, нітриди, бориди кремнію; - карбіди, бориди ванадію; - карбіди, бориди ніобію; - мідь; - нітриди алюмінію; - нікель; - бориди, силіциди хрому; - силіциди, карбіди бору; - борид, карбіди молібдену; - борид, карбіди вальфраму; - нітриди, карбіди, силіциди магнію; - карбіди, нітриди, бориди цирконію, - для модифікації розплаву чавун у при виробництві високоміцного пластичного чавуну в дозуванні від 50 до 350 грам по компонентно: - нітриди, карбіди, карбонітриди, титану; - карбіди, нітриди, кремнію; - карбіди, ванадію; - карбіди ніобію; - мідь; - нітриди алюмінію; - нікель; - карбіди молібдену; - карбіди танталу; - нітриди, карбіди, силіциди магнію; - карбіди, нітриди, бориди цирконію, - для модифікації розплаву сталей при виробництві різних відливок, включно і відливки із марганцевистих сталей, у дозуванні від 50 до 350 грам покомпонентно: - нітриди, карбіди, карбонітриди, бориди, силіциди титану; - карбіди, нітриди, бориди кремнію; - карбіди, бориди ванадію; - карбіди, бориди ніобію; - мідь; - нітриди алюмінію; - нікель; - бориди, силіциди хрому; - силіциди, карбіди бору; - бориди, карбіди молібдену; - бориди, карбіди вольфраму; карбіди, нітриди, бориди цирконію, - для модифікації розплаву чавун у при виробництві оправок до прокатних станів в дозуванні від 50 до 350 грам покомпонентно: - нітриди, карбіди, карбонітриди, бориди, силіциди титана; - карбіди, нітриди, бориди кремнію; - карбіди, бориди ванадію; - карбіди, бориди ніобію; - мідь; - нітриди алюмінію; - нікель; -бориди, силіциди хрому; - силіциди, карбіди бору; - бориди, карбіди молібдену; бориди, карбіди вольфраму; - нітриди, карбіди, силіциди магнію; - карбіди, нітриди, бориди цирконію; - для модифікації розплаву чавун у, сталі, гуми, глини при виробництві радіаційнозахисних плит, саркофагів, костюмів, будівель і т. д., в дозуванні від 50 до 350 грам покомпонентно: - нітриди, карбіди, карбонітриди, бориди, силіциди титану; - карбіди, нітриди, бориди кремнію; - карбіди, бориди ванадію; - карбіди, бориди ніобію; - борид, карбіди молібдену; - борид, карбіди вольфраму; - карбіди, нітриди, бориди цирконію; - нітриди, карбіди церію; - нітриди, карбіди, силіциди магнію. - бориди, силіциди хрому Для виготовлення модифікатора класу UMCSC не потрібні; спеціальне устатк ування - накшталт плазмової установки, немає потреби плакірування часток модифікатора, а також відсутня необхідність у спеціальних умовах його зберігання, що разом призводить до суттєвого зменшення собівартості виготовленої, із застосуванням модифікатора класу UMCSC, продукції. Термін використання модифікаторів класу UMCSC - від 3 місяців до 1 року, вони не є пожежонебезпечними, і їх, без доступу вологи, можна зберігати у будь-якій упаковці. Відомості, що підтверджують можливість застосування винаходу Винахід може бути застосовано на будь-якому ливарному виробництві. Автором здійснене ефективне застосування модифікаторів клас) UMCSC на виробництвах ЗАО „ЗЛСТА", ДМЗ ім. Петровського, ТОВ „Ме ттал ("тил Кривий Ріг", МК „АЗОВСТАЛЬ", про що заводськими лабораторіями складні офіційні звіти.