Модификатор чугуна

(51)22 35/00 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(72) Авторы Писаренко Леонид Зотович Свидунович Николай Александрович Куис Дмитрий Валерьевич(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Модификатор чугуна, содержащий графит, алюминий и ферросиликобарий, отличающийся тем, что содержит компоненты в следующем соотношении, мас.графит 20-25 алюминий 25-30 ферросиликобарий остальное. Изобретение относится к литейному производству, в частности к модификаторам длительного действия, которые могут передавать чугуну структурную наследственность после переплава. Известен модификатор чугуна длительного действия следующего состава, мас.силикомишметалл 5-12 ферросиликобарий 28-40 графит остальное. Недостатком известного модификатора является использование дорогостоящей редкоземельной лигатуры - силикомишметалла. Наличие в составе модификатора большого количества графита хотя и способствует уменьшению отбела в мелких и тонкостенных отливках, однако он увеличивает число и размеры графитных включений, снижает твердость отливок и поэтому не может быть использован для получения отливок с регламентированными требованиями по структуре и свойствам, так как указанная неблагоприятная структура может передаваться после переплава возврата в отливки по наследству 1. Наиболее близким к заявляемому изобретению является модификатор для чугуна следующего состава, мас.графит 20-30 алюминиевая пудра 2-5 ферросиликобарий 65-78. Недостатком данного модификатора является то, что он имеет малую продолжительность действия (в течение 3-5 минут) и предназначен для внутриформенного модифици 7538 1 2005.12.30 рования. Кроме того, такой модификатор не обеспечивает сохранение наследственности по структуре и свойствам после переплава 2. Задачей изобретения является улучшение структуры и свойств отливок, увеличение продолжительности действия модификатора, а также сохранение его структурной наследственности после переплава модифицированного чугуна. Задача решается тем, что модификатор чугуна, включающий графит, алюминий и ферросиликобарий, содержит компоненты при следующем соотношении, мас.алюминий 30-25 графит 25-20 ферросиликобарий остальное. Наличие графита в модификаторе чугуна в количестве 25-30 мас.увеличивает жидкотекучесть чугуна, число готовых центров кристаллизации при его затвердевании. При содержании графита более 30 мас.снижаются технологические свойства и стабильность модифицирования и механических свойств. Обработка чугуна модификатором с содержанием графита менее 20 мас.сопровождается нестабильностью полученных результатов по структуре. Введенный в модификатор чугуна алюминий в количестве 30-20 мас.образует в жидком чугуне устойчивые зародыши и поддерживает достигнутое зародышевое состояние как при высоких температурах (1450-1550 С), так и при выдержке чугуна в печи в процессе его медленного опорожнения. При этом такие основные критерии оценки эффекта модифицирования чугуна как величина отбела и число эвтектических зерен сохраняется практически на одинаковом уровне достаточно длительное время (до 20 минут и более). При вторичном переплаве чугуна, модифицированного предлагаемым модификатором чугуна длительного действия, сохраняются структурная наследственность и свойства чугуна - высокое число эвтектических зерен, низкое значение величины отбела. Данный эффект начинает появляться при содержании алюминия не менее 20 , а свыше 30 снижается продолжительность действия модификатора, кроме того, возникает пористость чугуна при литье. Чугун, содержащий, мас.углерод 3,2-3,4 кремний 1,8-2,0 марганец 0,6-0,7 хром 0,07-0,1 сера 0,02-0,03 фосфор 0,1-0,16,выплавляли в индукционной печи ИСТ 1.0. После расплавления чугун перегревали до 1500-1550 С, модифицировали при температуре 1400-1420 С модификатором, взятым за прототип, и заявляемым модификатором. Результаты сравнительных испытаний чугунов, выплавленных с добавкой заявляемого модификатора и модификатора-прототипа, приведены в таблицах 1, 2, 3, 4. Как видно из таблиц 1, 2, наиболее благоприятные структура и свойства наблюдаются в заявляемых пределах соотношений компонентов (4-9). В соотношениях, отличных от 4-9,имеются значительные отклонения по структуре и свойствам (10-15). Продолжительность действия модификатора прототипа ограничивается 5 минутами, далее идет плавное снижение эффекта, в то время как эффективность заявляемого модификатора чугуна стабильно сохраняется 20 минут и далее очень медленно отбел увеличивается и в течение 60 минут остается достаточно низким (таблица 3). Переплав чугуна, модифицированного модификатором, прототипом и заявляемым,отобранным для переплава, например, на 10 минут выдержки показал, что структурная наследственность модификатора прототипа практически не проявляется, в то время как заявляемого сохраняется даже после выдержки (таблица 4). Предлагаемый модификатор чугуна предлагается использовать на ОАО Минский завод отопительного оборудования. 2 ферросиалюминий графит ликобарий Известный модификатор-прототип 60 0,021 0,099 65 0,015 0,090 72 0,009 0,078 Предлагаемый модификатор 45 0,090 0,075 47 0,087 0,072 49 0,084 0,069 51 0,081 0,066 53 0,078 0,063 55 0,075 0,060 10 0,210 0,080 10 0,060 0,210 40 0,030 0,150 50 0,120 0,030 70 0,015 0,075 60 0,030 0,090 Продолжительность По прототипу выдержки Число эвтек(1400 С), мин тических Отбел, мм зерен, шт 1 1200 4 2 1100 6 3 1000 7 5 850 9 7 720 12 10 630 14 12 600 16 15 580 18 20 420 22 25 300 25 30 200 28 35 100 30 40 отбел 35 50 отбел 40 60 отбел 50 Заявляемого Число эвтектических зерен, шт 1100 1200 1300 1290 1200 1030 960 900 850 800 760 700 640 600 560 Продолжительность выдержки жидкого чугуна,отобранного для переплава на 10 мин после ввода модификатора 1 3 6 10 14 16 20 Исходный чугун По прототипу Число эвтектических зерен, шт 480 400 370 390 350 320 300 630 Используемая литература 1. А.с. СССР 1571094 // БИ 22, 1990. 2. А.с. СССР 1098970 // БИ 23, 1984. Национальный центр интеллектуальной собственности. 20034, г. Минск, ул. Козлова, 20. Заявляемый Число эвтектических зерен, шт 1000 920 900 860 800 780 720 1030