Модифікатор

Реферат: UA 77660 U UA 77660 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до металургії, а саме до ливарного виробництва, зокрема до модифікаторів для обробки чавуну. Однією з основних проблем в ливарному виробництві виливок з чавуну є невелика тривалість дії модифікатора на розплав чавуну і зниження відбілу. Відомі модифікатори [патент Україні №29736 А "Модифікатор для низькотемпературного сірого чавуну" від 15.11.2000 p. МПК: С22С 35/00], які є композицією речовини, де розмір часток складає від 100 до 500 Ангстрем і які належать до класу ультрадисперсних модифікаторів. Виготовлення ультрадисперсних модифікаторів потребує застосування спеціальних плазмових установок, що робить їх виробництво енергозатратним. Крім того, відомі модифікатори при контакті з атмосферним киснем, у результаті навіть невеликих струшувань та ударних навантажень схильні до самозаймання і тому потребують обов'язкової додаткової обробки - плакірування вуглеводнями метанового ряду, що, крім збільшення собівартості виробництва, також обмежує термін їх використання та вимагає спеціальних умов зберігання. Найбільш близьким аналогом за технічною суттю і технічним результатом, що досягається, є модифікатор, що містить алюміній, титан, бор, кремній, вуглець та рідкоземельні метали [патент України на корисну модель № 53394 "Модифікатор" від 11.10.2010 р. МПК: С22С 35/00]. Для зниження вмісту сірки в чавуні у складі відомого модифікатора використовують магній, який, вступаючи в реакцію з сіркою, утворює тугоплавкі включення, наявність яких дозволяє підвищити міцність по перетину виливок. Проте із збільшенням товщини перетину виливок міцність по перетину падає, крім того, наявність магнію обумовлює значний піроефект. Також, щільність магнію значно менше щільності чавуну і шлаку, у зв'язку з чим необхідне примусове занурення магнію в метал, що обробляється. Крім того, відомий модифікатор втрачає свою здібність до зниження відбілу протягом тривалого періоду часу, необхідного для розливу у форми. В основу корисної моделі поставлено задачу, що полягає у створенні такого модифікатора, вживання якого дозволило б збільшити час дії модифікатора і підвищити рівень його графітизації та засвоюваності, а також зменшити відбіл, що у свою чергу забезпечило б стабільність фізико-механічних властивостей металів протягом всього часу розливу рідкого чавуну у форми. Поставлена задача вирішується тим, що модифікатор, що містить алюміній, титан, бор, кремній, вуглець та рідкоземельні метали, згідно з корисною моделлю, додатково містить барій при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: алюміній до 3, титан 3-8, бор 2-7, кремній 43-63, вуглець 10-20, барій 4-10, рідкоземельні метали та залізо - решта. Наявність барію у складі модифікатору сприяє формуванню в розплаві великої кількості первинних центрів кристалізації графіту, яка підтримується в процесі витримки розплаву на високому рівні, що у свою чергу забезпечує тривалу дію модифікатора, знижує відбіл. Алюміній введений до складу модифікатора як розкислювач чавуну. Надлишковий вміст алюмінію (більше 3 % мас) сприяє утворенню газових пір в чавуні. Наявність кремнію у вказаному співвідношенні сприяє графітизації чавуну, підвищує ливарні властивості. При підвищеному вмісті кремнію пластичність чавуну знижується. Наявність титану у складі модифікатора сприяє поліпшенню умов графітизації чавуну, подрібнює зерно, підвищує дисперсність структури, додає чавуну антикорозійні властивості. Наявність бору підвищує міцність чавуну, сприяючи виділенню подрібнених карбідів. При надзвичайно малих добавках бор робить на чавун графітизуючий вплив, підвищує ударну в'язкість; при великому вмісті бору підвищується міцність і знижується пластичність і в'язкість чавуну. Наявність рідкоземельних елементів та заліза сприяє збільшенню центрів графітизації вуглецю, що знижує вірогідність утворення структурно-вільних карбідів і сприяє повнішій десульфації чавуну. Таким чином, сукупність ознак, що заявляється, дозволяє збільшити час дії модифікатора на розплав, підвищити рівень його графітизації і засвоюваності, що у свою чергу забезпечує стабільність фізико-механічних властивостей розплаву протягом всього часу розливу рідкого чавуну у форми. Прикладом конкретного виконання може бути модифікатор з хімічним складом, приведеним в таблиці. Модифікатор вводився на дно розливного ковша об'ємом 60 тонн в кількості 2 кілограма на одну тонну рідкого чавуну, з подальшим наповненням з чавуновозного ковша, що дозволило збільшити час дії модифікатора і підвищити рівень його графітизації та 1 UA 77660 U засвоюваності, а також зменшувати відбіл, що у свою чергу забезпечило стабільність фізикомеханічних властивостей металів протягом всього часу розливу рідкого чавуну у форми. Таблиця Масова частка елементу, % Алюміній 1,6 5 10 15 Барій 7 Кремній 54 Вуглець 15,5 Титан 5,6 Бор 4 Рідкоземельні метали, залізо решта Модифікатор, що заявляється, був успішно випробуваний в умовах ВАТ Запоріжсталь для збільшення експлуатаційної стійкості виливниць. Модифікатор вводився на дно розливного ковша, з подальшим наповненням з чавуновозного ковша. При контролі по температурі чавуну і вагової швидкості заливки відхилень не спостерігалося. Модифікування проводять в ковші присадкою модифікатора на дно перед заливкою чавуну. Відбіл контролюють по висоті вибіленого шару на зламі відлитого клину. Модифікатор, що заявляється, володіє хорошою засвоюваністю, тривалою модифікуючою дією, його вживання забезпечує ефективне модифікування в ковшах великого об'єму, а також в тих випадках, коли розлив металу у форми займає тривалий час. Вживання модифікатора, що заявляється, дозволяє значно знизити відбіл. Модифікатор може бути використаний в умовах сучасного промислового виробництва з використанням стандартних компонентів, на стандартному устаткуванні. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 20 Модифікатор, що містить алюміній, титан, бор, кремній, вуглець та рідкоземельні метали, який відрізняється тим, що додатково містить барій, при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: алюміній до 3, титан 3-8, бор 2-7, кремній 43-63, вуглець 10-20, барій 4-10, решта залізо та рідкоземельні метали. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2