Модифікатор для обробки чавуну

1 Модифікатор для обробки чавуну що включає вуглець та МІДЄВМІСНІ компоненти який відрізняється тим що він як вуглець та МЩЄВМІСНІ компоненти, містить в собі порошок графгту плакований мщдю, при такому співвідношенні компонентів мас % Порошок графіту 35-45 Мідь решта 2 Модифікатор по п 1. який відрізняється тим, що розмір частинок порошка графіту становить 5-Ю мкм мів металу з підвищеною активністю вуглецю в них що полегшує зародкоутворення графіту При цьому концентрація МІДІ а значить і підвищена активність вуглецю в таких мікрооб'ємах зберігається тривалий час Ультрадисперсний порошок міді не тільки блокує процес розчинення частинок графіту, але й сприяє виділенню вільного вуглецю із розплаву на цих частинках-готових центрах кристалізації графіту Відомий модифікатор забезпечує підвищення межі втомленості чавуну до 210 МПа при зменшенні витрат модифікатору до 0 1 % від маси чавуну який обробляється Недоліком відомого модифікатора є неефективність використання МІДІ та відсутність можливості регулювання розмірів і форм графітових включень що виникають бо мікрооб'єми розплаву » чавуну, які насичені міддю, не достатньо рівномірно розподіпяються по об єму випивки навкруг графітових центрів зародкоутворення та кристалізації Внаслідок цього відомий модифікатор не забезпечує необхідну однорідність структури чавуну та кулевидність форми графітових включень, що не дозволяє забезпечити необхідні МІЦНІСНІ характеристики модифікованого чавуну В основу винаходу поставлена задача удосконалення складу модифікатора шляхом підбору компонентів та їх просторового розподілу, які дозволяють забезпечити отримання модифікованого чавуну з кулястою формою графітових включень і достатньо однорідною структурою при зниженні витрат МІДІ, яка дорого коштує Поставпена задача рішається таким чином, що модифікатор для обробки чавуну, який має у своєму складі вуглець та МІДЄВМІСНІ компоненти, зпдно винаходу являє собою порошок графіту, t о ю со 5Г 35042 частинки якого плаковані міддю, при такому співвідношенні компонентів, мас % порошок графіту (фракція 5-10 мкм)-35-45, мідь - решта При вводі у розплав чавуну модифікатора, що заявляється, частинки порошка графіту стають штучними центрами кристалізації та глобупярізації графіту, а мідь, що знаходиться на їх поверхні, розчиняючись, створює навколо часток графіту зону активованої глобулярізації за рахунок дії двох факторів підвищення поверхневого натягу на межі розплап - графітова частинка і підвищення активності діфузії атомів углероду із розплава в напрямку трзфітової частинки При цьому мідь рівномірно обволакус графітову частинку, глобулррізація здійснюється більш рівномірно, що призводить до більш рівномірного росту частинок за рахунок підводимих із розплава атомів вуглецю, утворенню бігіьш доскональних кулевидних часток графіта у чявуні, та, як слідство, підвищенню його пластичності та міцності у виливку Одночасно поява в розплаві великої кількості центрів графітизації, які оточені мікрооб'ємами розплаву з підвищеною активністю вуглецю що зберігається тривалий час, дозволяє отримати високу однорідність структури чавуну і, відповідно, підвищити - порівняно з відомими модифікаторами - межу втомленості чавуну Позитивний вплив графіту на мікроструктуру та властивості чавуну починає проявлятись при його вмістові в модифікаторі більш ніж 35 % Збільшення вмісту порошка графіту більш, ніж 45 % приводить до підвищення складу вуглецю в рідкому чавуні, до збільшення розмірів графітових включень в мікроструктурі чавуну та до зниження межі втомленості Дослідження впливу фракційного складу порошка графіту на межу втомленості показали спад її зі збільшенням фракції порошка графіту більш 10 мкм. При розмірах частинок графіту менш, ніж 5 мкм, частина їх не встигає зрости до необхідного розміру кулево» о графіту і не справляє позитивного впливу на структуру чавуна. Мідь підвищує рідко текучість чавуну та покращує міцнісні властивості Відчутний вплив міді на мікроструктуру та властивості чавуну проявМодифікатор Склад, мас.% Фракція графіту, Графіт Відомий 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 • Мідь 80 5- 10 Межа втомленості, МПа Витрати модифікатора, мас.% МгіМ 20 ЗО 35 40 45 50 40 40 40 40 40 30 ляється при 0 вмістові у складі модифікатора більш, ніж 55%, при збільшенні вмісту міді більш ніж 65% в мікроструктурі чавуну появляються ліквації міді, що приводить до зниження межі втомленості чавуну та знижує економічну доцільність. Для отримання оптимальних властивостей модифікованого чавуну буде потрібно 3 103 3 5 10' шт/см центрів кристалізації (Сабуров В.П Выбор модификаторов и практика модифицирования литейных сплавов: Омск, ОПИ, 1984), що відповідає уводу модифікатора, який заявляється, в розмірі 0,05 % від маси чавуну, що обробляється Модифікатор, який заявляється, був випробуваний при оброблюванні сірого чавуну, який містить в собі, мас % вуглець 3,2 - 3,4, кремній 2,0 2,4, магній 0,4 - 0,6; сірка 0,04 - 0,05: фосфор 0,1 0,3 Використовувався порошок графіту (розмір частинок 5-10 мкм ). що був плакований міддю. Вихідний чавун виплавляли в індукційній печі, розливали в ковші, на дно. яких були вкладені пакети з модифікатором в кількості 0,05-0,1 % від маси чавуну, який оброблявся Із модифікованого чавуну заливали стандартні технологічні проби для дослідження структури та механічних властивостей чавуну Межу втомленості визначали згідно ДЕСТ 25 502-79 Результати експериментів по оброблюванню чавуну модифікатором різного складу та фракцій приведені в таблиці Із таблиці видно, що оптимальні результати отримані при вмістові в модифікаторі порошка графіту 35 - 45 мас % (при його фракційному складі в межах 5-10 мкм), мідь решта При вмістові порошку графіту в модифікаторі менш ніж 35 мас % позитивний вппив модифікатора на мікроструктуру не проявляється. При збільшені вмісту порошка графіту більш ніж 45 мас % значення межі втомленості не зростає При розмірах частинок графітового порошку менш 5 мкм введення модифікатора не збільшує межу втомленості порівняно з відомим При збільшувані фракційного складу порошку графіту більш ніж 10 мкм - межа втомленості знижується. 35 40 45 50 70 65 60 55 50 60 60 60 60 60 70 65 60 55 50 В 8 8 8 8 3 5 8 10 12 8 8 8 8 8 198 201 218 225 220 219 190 215 225 218 206 192 218 223 222 210 0,1 0,05 0,05 0,05 0,05 0.05 0,05 0,05 0,05 0,05 0,05 0.1 0,1 0,1 0,1 0.1 35042 Отримані високі результати досягаються при більш низьких витратах модифікатора, який заявляється, 0,05 мас % проти 0,1 мас % у відомого Таким чином, чавун, оброблений модифікатором, який заявляється, порівняно з чавуном, обробленим відомим модифікатором має більш високе значення межі втомленості при зменшені витрат модифікатора в 2 рази Це дозволяє підвищити встановлений ресурс роботи випивок із заявленого чавуну і зменшить їх собівартість Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03