×
10.04.2019
219.017.05b3

КОМПЛЕКСНЫЙ МОДИФИКАТОР ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ОТЛИВОК ИЗ ЧУГУНА С ВЕРМИКУЛЯРНЫМ И КОМПАКТНЫМ ГРАФИТОМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к черной металлургии, в частности к составу модификаторов для производства отливок из чугуна с вермикулярным и компактным графитом. Комплексный модификатор содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: магний 0,5-10, кальций 0,1-10, алюминий 0,1-10, кремний 30-80, сумма иттрия и церия 0,5-15, марганец 0,1-15, лантан 0,001-10, оксид магния 0,001-5, сумма оксидов РЗМ 0,001-10, железо остальное. Изобретение направлено на стабильность производства отливок из чугуна с вермикулярным и компактным графитом, снижение литейных напряжений и повышение теплопроводности чугуна. 2 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Настоящее изобретение относится к черной металлургии, в частности к составу модификаторов для производства отливок из чугуна с вермикулярным и компактным графитом.

Известен «Модификатор для чугуна» (а.с. 1590481, МПК С22С 35/00), используемый при производстве чугуна с вермикулярным графитом, содержащий магний, кальций, редкоземельные металлы, алюминий, углерод, цирконий, кремний, железо, азот и титан.

Однако данное изобретение имеет следующие недостатки:

- в составе присутствуют десферодизаторы графита (титан, цирконий), которые, накапливаясь в возврате чугуна, приводят к увеличению расходных характеристик для стабильного получения чугуна с вермикулярным графитом;

- наличие азота ухудшает механическую обрабатываемость чугуна;

- время сохранения эффекта модифицирования не превышает 15 минут.

Заявляемое техническое решение направлено на стабильность производства отливок из чугуна с вермикулярным и компактным графитом, снижение литейных напряжений и повышение теплопроводности чугуна.

Для этого комплексный модификатор для производства отливок из чугуна с вермикулярным и компактным графитом, содержащий магний, кальций, алюминий, кремний, редкоземельные металлы и железо, дополнительно содержит марганец, оксид магния и сумму оксидов РЗМ, а в качестве РЗМ - сумма иттрия и церия и лантан, при следующем соотношении компонентов, мас.%: магний 0,5-10, кальций 0,1-10, алюминий 0,1-10, кремний 30-80, сумма иттрия и церия 0,1-15, лантан 0,001-10, марганец 0,1-15, оксид магния 0,001-5, сумма оксидов РЗМ 0,001-10 и железо остальное.

Ведение в состав комплексного модификатора для производства отливок из чугуна с вермикулярным и компактным графитом магния менее 0,1% не обеспечивает воздействия на образование графита в виде вермикулярной или компактной формы, а при введении магния более 10% происходит формирование шаровидного графита и повышенное переохлаждение в чугуне, что вызывает образование карбидов.

Наличие в составе кальция менее 0,1% не обеспечивает свою основную функцию - связывание серы, как нежелательного элемента в чугуне; наличие же кальция более 10% значительно снижает жидкотекучесть чугуна, повышая шлакообразование.

Содержание алюминия менее 0,1% не обеспечивает необходимого количества центров кристаллизации графита в чугуне, а при содержании алюминия свыше 10% значительно ухудшаются технологические свойства чугуна - жидкотекучесть, формозаполняемость, происходит образование оксида алюминия, вызывающего подкорковую пористость в отливках.

Менее 30% кремния в смеси повышает необходимую температуру чугуна для усвоения модификатора, снижает растворимость и не обеспечивает равномерного распределения в структуре модификатора остальных элементов, введение свыше 80% кремния нецелесообразно, так как ухудшает способ производства модификатора, повышается вязкость при разливке модификатора на кристаллизующие валки, повышается неоднородность структуры модификатора.

В качестве редкоземельных металлов используют иттрий, церий и лантан, при этом количественное значение иттрия и церия объединено общим интервалом (сумма иттрия и церия), а пределы лантана указаны отдельно.

Наличие менее 0,1% суммы иттрия и церия не обеспечивает совместно с магнием формирование вермикулярной формы графита, а более 15% создает значительное переохлаждение в чугуне, в результате чего графит переходит в химические соединения (Fe3С и более сложные карбиды) и прекращается формирование вермикулярного графита.

Добавление в состав лантана менее 0,001% не влияет на видоизменение в чугуне исходной пластинчатой формы в вермикулярную или компактную форму, а добавление более 10% лантана в сочетании с другими активными элементами (магнием, церием, иттрием) нецелесообразно, поскольку качественного улучшения вермикулярной формы графита не происходит.

Введение в состав комплексного модификатора для производства отливок из чугуна с вермикулярным и компактным графитом менее 0,1% марганца не обеспечивает основную функцию в составе модификатора - повышение растворимости в чугуне, а при введении более 15% марганца прекращается эффект улучшения растворимости модификатора в чугуне.

Наличие оксида магния менее 0,001% не обеспечивает усиления эффекта вермикуляризации графита в сочетании с другими элементами (магний, церий, иттрий, лантан), более 5% оксида магния в составе модификатора ухудшает равномерность распределения активных элементов в модификаторе, что ослабляет эффект вермикуляризации графита в чугуне.

Введение оксидов редкоземельных металлов (оксиды иттрия, церия и лантана) менее 0,001% не обеспечивает стабилизации вермикулярной формы графита в чугуне под воздействием активных элементов (магний, иттрий, церий, лантан), более 10% оксидов редкоземельных металлов блокируют активные элементы (магний, иттрий, церий, лантан), препятствуя равномерному образованию вермикулярного графита в чугуне.

Железо обеспечивает технологичность производства комплексного модификатора для производства отливок из чугуна с вермикулярным и компактным графитом и является его металлической основой.

Отличительной особенностью заявляемого химического состава является наличие активных вермикуляризирующих графит элементов, а именно магния, лантана, суммы иттрия и церия, действие которых стабилизируется наличием оксидов магния и суммы РЗМ в сочетании с кальцием, алюминием и марганцем, без применения десферодизаторов графита (титан, цирконий). Сочетание активных элементов (магний, лантан, сумма иттрия и церия) и их оксидов позволяет увеличить эффект сохранения модифицирующего действия («живучесть») до 30 минут с момента взаимодействия модификатора с жидким металлом до момента заливки модифицированным чугуном литейных форм.

Модификатор изготавливают в виде быстроохлажденных пластин («чипс-модификатор») толщиной до 3 мм. Толщина модификатора обеспечивает однородность структуры модификатора и равномерность распределения элементов в модификаторе, а также создает оптимальные химические, кинетические и термодинамические условия усвоения модификатора в чугуне, в широком интервале температур от 1170 до 1600°С при отсутствии пироэффекта и выплесков металла из ковша.

Фракционный размер частиц пластин модификатора составляет 0,1...50 мм, именно такой диапазон обеспечивает спокойное устойчивое усвоение модификатора в чугуне без повышенного шлакообразования.

Эффективность действия предлагаемого модификатора проверена в опытно-производственных условиях литейного цеха на исходном чугуне, содержащем мас.%: углерод 3,8...4,0; сера 0,014...0,017; марганец 0,35...0,60; кремний 1,70...1,95; хром 0,06...0,09; никель 0,06...0,08; медь 0,06...0,08; титан 0,015...0,019; фосфор 0,04...0,06.

Модифицирование проводили в открытых ковшах чайникового типа. Емкость ковша 2,2 тонны. Модификатор засыпали на дно ковша. Фракция модификатора 0,1...50 мм. Толщина пластин модификатора 3 мм. Температура модифицирования 1480...1500°С. Расход модификатора 0,6% от массы жидкого чугуна. Для устранения отбела в чугуне в ковш добавили 0,6% графитизирующего модификатора - ФС75. Заливку форм проводили при температуре 1440...1460°С.

Литейные напряжения определяли на пробах-решетках, теплопроводность измеряли на установке ИТС-400 (образцы диаметром 15 мм и высотой 30 мм).

Составы предлагаемого и известного модификаторов приведены в табл.1, а свойства чугуна на их основе - в табл.2.

Использование заявляемого химического состава позволяет повысить стабильность производства отливок из чугуна с вермикулярным и компактным графитом, а именно:

- увеличить время сохранения эффекта модифицирования в 1,7...2,0 раза за счет введения в состав модификатора оксида магния и суммы оксидов редкоземельных металлов;

- снизить литейные напряжения в 1,2...1,4 раза за счет отсутствия в составе модификатора титана, циркония и за счет наличия в модификаторе марганца, который повышает растворимость в чугуне;

- повысить теплопроводность чугуна в 1,4...1,6 раза за счет более равномерной структуры вермикулярного графита, обеспечиваемой наличием оксидов магния и редкоземельных металлов.

Заявляемое техническое решение имеет ряд преимуществ:

1. Модификатор имеет низкую температуру усвоения чугуном - от 1170°С.

2. Имеет эффект сохранения модифицирования до 30 минут.

3. Отсутствие в составе модификатора десферодизаторов (титана, циркония, азота) не препятствует параллельному производству в цехе чугуна с вермикулярным графитом и чугуна с шаровидным графитом.

Таблица 1
Состав модификатораСодержание в модификаторе, мас.%
MgСаВасумма Y и CeLaAlSiСZrNTiFeMgOсумма (РЗМ)2O2Mn
13,50,1-5,40,40,150----остальное0,52,12,4
22,81,2-6,20,60,546----остальное1,30,81,7
30,17,5-10,40,72,149----остальное4,40,0018,9
49,70,2-0,10,0018,838----остальное4,93,712,7
52,49,9-4,99,61,256----остальное0,0014,52,9
60,90,9-14,81,81,442----остальное0,98,12,1
75,50,9-5,94,11,535----остальное2,91,60,9
83,8--7,12,29,947----остальное0,19,75,2
93,10,6-4,92,00,578----остальное0,30,93,1
10 известный2,11,23,23,2-0,5580,312,100,0080,12остальное---
11 известный2,80,20,61,8-3,2460,020,080,091,3остальное---
12 известный0,4-4,44,7-2,5460,103,100,061,1остальное---

Таблица 2
Свойства чугунаХарактеристики чугуна с модификатором состава
123456789101112
известныйизвестныйизвестный
Литейные0,920,950,840,910,860,890,870,900,881,11,21,1
напряжения,
кг/мм2
Теплопроводность,0,1580,1620,1640,1490,1610,1590,1630,1570,1600,1050,1040,102
кал/см·с·град
Предел
прочности380350350420400440360380390300300350
при
растяжении,
мПа
Относительное2,22,42,52,02,01,82,32,22,22,02,01,6
удлинение,
%
Время сохранения262730322926303231151416
эффекта
модифицирования, мин

Комплексныймодификатордляпроизводстваотливокизчугунасвермикулярнымикомпактнымграфитом,содержащиймагний,кальций,алюминий,кремний,РЗМижелезо,отличающийсятем,чтоондополнительносодержитмарганец,оксидмагнияиоксидыРЗМ,авкачествеРЗМ-лантан,иттрийицерийприследующемсоотношениикомпонентов,мас.%:магний0,5-10кальций0,1-10алюминий0,1-10кремний30-80суммаиттрияицерия0,1-15лантан0,001-10марганец0,1-15оксидмагния0,001-5суммаоксидовРЗМ0,001-10железоостальноеc0c1211none543
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 49.
20.01.2013
№216.012.1bf0

Проходная главная передача транспортного средства

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в транспортных средствах. Проходная главная передача транспортного средства содержит ведущую коническую шестерню (1), установленную на конических подшипниках (2) и (3), которые расположены в стакане (4). Стакан (4) выполнен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472646
Дата охранного документа: 20.01.2013
10.03.2013
№216.012.2e54

Механизм переключения передач раздаточной коробки

Изобретение относится к механизмам переключения передач в трансмиссиях транспортных средств. Механизм переключения передач раздаточной коробки содержит корпус (1), выполненный за одно целое с крышкой картера раздаточной коробки. На корпусе (1) закреплена крышка (3). В корпусе (1) установлен...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477391
Дата охранного документа: 10.03.2013
27.04.2013
№216.012.39c5

Межосевой дифференциал проходной главной передачи транспортного средства

Изобретение относится к машиностроению, а именно к межосевым дифференциалам проходной главной передачи транспортного средства. Межосевой дифференциал содержит крестовину (1), установленную посредством шлиц на ведущем валу (2). Ведущий вал расположен с одной стороны на подшипнике (3),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480350
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.04.2013
№216.012.3ae3

Двойной карданный шарнир с внутренней опорой

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в транспортных средствах. Двойной карданный шарнир с внутренней опорой содержит двойную вилку (1), две крестовины (2) и (3) с игольчатыми подшипниками (4). Обе крестовины (2) и (3) двумя шипами (5) взаимодействуют с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480636
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.09.2013
№216.012.6f55

Способ науглероживания чугуна с использованием наноструктурированного науглероживателя

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к получению чугуна с высоким содержанием углерода. Способ включает выплавку исходного расплава чугуна в печи, инжекционный ввод науглероживателя и выпуск расплава металла, при этом выплавку исходного расплава чугуна в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494152
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.7324

Способ производства высокопрочных чугунов с шаровидным или вермикулярным графитом на основе наноструктурированного науглероживателя

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при получении высокопрочных чугунов с шаровидным или вермикулярным графитом. Способ включает расплавление шихты в плавильном агрегате, температурную обработку расплава при 1300…1650°С, при этом при получении чугуна с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495133
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.7325

Способ получения наноструктурированного науглероживателя для внепечной обработки высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения наноструктурированного науглероживателя для внепечной обработки высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом, используемого в сталеплавильном и литейном производствах. В способе подготавливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495134
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.03.2014
№216.012.a8f6

Универсальный зубофрезерный станок

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при фрезеровании затылков зубьев долбяка с прямыми и косыми зубьями. Станок содержит электродвигатель, смонтированные на станине подвижный стол, несущий заготовку изделия, инструментальную стойку, несущую подвижную каретку с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508969
Дата охранного документа: 10.03.2014
10.07.2014
№216.012.da6f

Глушитель-искрогаситель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания

Изобретение относится к области транспортного машиностроения, а именно к глушителям-искрогасителям шума выпуска двигателя внутреннего сгорания. Сущность изобретения: глушитель-искрогаситель шума выпуска двигателя внутреннего сгорания содержит цилиндрический корпус (1) с торцевыми передней (2) и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002521697
Дата охранного документа: 10.07.2014
27.09.2014
№216.012.f74b

Способ фрезерования винтовых канавок с переменным шагом и радиусом профиля

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано при фрезеровании винтовых канавок с переменным шагом и радиусом профиля на универсально-фрезерном станке. Способ включает сообщение фрезе вращения, а заготовке - перемещения в осевом направлении с постоянной скоростью, вращения,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529144
Дата охранного документа: 27.09.2014
Показаны записи 1-8 из 8.
27.09.2013
№216.012.6f55

Способ науглероживания чугуна с использованием наноструктурированного науглероживателя

Изобретение относится к металлургии и литейному производству, в частности к получению чугуна с высоким содержанием углерода. Способ включает выплавку исходного расплава чугуна в печи, инжекционный ввод науглероживателя и выпуск расплава металла, при этом выплавку исходного расплава чугуна в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494152
Дата охранного документа: 27.09.2013
10.10.2013
№216.012.7324

Способ производства высокопрочных чугунов с шаровидным или вермикулярным графитом на основе наноструктурированного науглероживателя

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при получении высокопрочных чугунов с шаровидным или вермикулярным графитом. Способ включает расплавление шихты в плавильном агрегате, температурную обработку расплава при 1300…1650°С, при этом при получении чугуна с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495133
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.10.2013
№216.012.7325

Способ получения наноструктурированного науглероживателя для внепечной обработки высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения наноструктурированного науглероживателя для внепечной обработки высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом, используемого в сталеплавильном и литейном производствах. В способе подготавливают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495134
Дата охранного документа: 10.10.2013
20.11.2014
№216.013.0848

Способ производства наноструктурированного науглероживателя для науглероживания железоуглеродистых сплавов

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при обработке чугуна. Способ включает анализ компонентов исходного углеродсодержащего сырья по фракционному и химическому составу, дозирование, промывку потоком воды, сушку и дробление до фракции 0,1…30,0 мм. После дробления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533521
Дата охранного документа: 20.11.2014
23.02.2019
№219.016.c75a

Разрыхлитель формовочной смеси

Изобретение относится к области литейного производства. Разрыхлитель содержит корпус, внутри которого размещены завеса и вал, и привод вращения вала, размещенный вне корпуса. Корпус установлен над ленточным конвейером с формовочной смесью. Вал вращается в направлении движения ленты конвейера....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002342219
Дата охранного документа: 27.12.2008
20.03.2019
№219.016.e3bd

Чугун

Изобретение относится к металлургии литейного производства, в частности к разработке составов чугуна для отливок "тормозных барабанов". Чугун содержит, мас.%: углерод 3,4-3,9; кремний 1,2-1,7; марганец 0,7-1,0; хром 0,4-0,6; никель 0,02-0,2; медь 0,6-0,9; титан 0,03-0,08; алюминий 0,01-0,05;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002281982
Дата охранного документа: 20.08.2006
10.04.2019
№219.017.0332

Способ получения чугуна с вермикулярным графитом

Изобретение относится к металлургии, в частности может быть использовано при производстве отливок из чугуна с вермикулярной формой графита. В способе модифицирующие добавки помещают в карман днища ковша слоями, нижний из которых состоит из вермикуляризирующего комплексного быстроохлажденного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002315815
Дата охранного документа: 27.01.2008
10.04.2019
№219.017.064b

Фильтр для фильтрации металла

Фильтр содержит две одинаковые части (1, 2), в которых выполнены конические с расширением к внутренней части фильтра отверстия (4). Части фильтра соединены между собой с образованием внутренней полости. Каждая часть имеет юбку на половине внешней стороны окружности и выполнена из стержневой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002419506
Дата охранного документа: 27.05.2011
+ добавить свой РИД