какой металл применяется в качестве модификатора для чугуна

Модификатор

Слово «модификатор» (от лат. modifico) означает изменение формы. Поэтому им названа специфическая группа литейных сплавов и композиций, небольшое количество которых, при введении в расплав того или иного сплава, приводит к существенному изменению строения, а вместе с тем и эксплуатационных свойств получаемых из него отливок и слитков. Об Исследовательском центре Модификатор>>

Модификаторы чугуна. Модификаторы стали

По мнению [4] для внепечной обработки сталей наиболее широко примененяют магний, алюминий, щелочноземельные и некоторые редкоземельные элементы.

Ситуацию на рынке модификаторов авторы [3] оценивают как «хаос», так как при имеющемся положении вещей разобраться в составах и свойствах модификаторов для сталей и чугунов очень сложно.

Комплексные модификаторы

Производители отливок из чугунов и сталей обычно рассчитывают на получение «таблетки от всего» и ждут от модификатора именно комплексного решения проблем.

Комплексные модификаторы должны выполнять, как правило, сразу несколько задач: легирование, микролегирование, десульфурация, раскисление, инокулирование. Прежде всего это справедливо для комплексных модификаторов на основе магния и многокомпонентых лигатур.

При этом комплексные модификаторы сами являются сложнолегированными, многокомпонентными сплавами [3]. В состав комплексных модификаторов могут входить щелочноземельные металлы (ЩЗМ), такие как магний, кальций, барий, стронций; редкоземельные металлы (РЗМ), карбидообразующие, нитридообразующие, легирующие элементы. К комплексным модификаторам в плане многокомпонентности материала относятся и так называемые нано-модификаторы, которые при этом выполняют именно узкоспециальную функцию модифицирования [3].

Большое количество научно-технических статей по модификаторам сталей и чугунов, посвящённых как назначению различных модификаторов, так и технологиям их применения представлено на нашем сайте Модификатор.Ру по ссылке Статьи о модификаторах.

Обратиться за консультацией по подбору и аудиту модификаторов к специалистам Исследовательского центра Модификатор вы можете как на форуме сайта, так и воспользовавшись контактной информацией сайта.

Авторы: Панов А.Г., Корниенко А.Э. (ИЦМ)

Источник

Для чего необходимо модифицирование литейных чугунов?

Задачи решаемые при модифицировании

Что такое модифицирование

Модифицирование — означает управление структурой и свойствами литейного чугуна за счет минимизации переохлаждения и увеличения количества центров кристаллизации графита во время охлаждения отливки.

Модификатор — это материал, вводимый в жидкий чугун непосредственно перед его разливкой, который обеспечивает наличие в расплаве подходящих фаз для образования графита во время охлаждения. Традиционно, модификаторы производятся на основе графита, ферросилиция или силикокальция. Наиболее используемый в настоящее время модификатор — ферросилиций, содержит небольшие количества таких элементов как: Al, Ba, Ca, Sr, Zr, РЗМ.

Цель модифицирования состоит в том, чтобы обеспечить образование достаточного количества центров кристаллизации углерода, чтобы он выкристаллизовался в виде графита, а не карбида железа (цементита). Это достигается исключением возможности переохлаждения ниже температур, когда формируются карбидные структуры. Сам по себе механизм кристаллизации чугуна склонен к формированию отбеленных структур, а в большинстве случаев это нежелательно. Структуры с отбелом препятствуют механической обработке, провоцируют несоответствие техническим требованиям, увеличивая производственные затраты и брак.

Графитизирующие модификаторы изменяют структуру отливки, влияя на процесс затвердевания. Из-за колебаний химического состава базового чугуна, температуры разлива, скорости охлаждения отливки, диаметра сечений и других факторов металл охлаждается ниже эвтектической температуры еще перед началом окончательного затвердевания отливки. При увеличении переохлаждения графит из хлопьевидного типа начинает разветвляться, формируя нежелательные формы. Дальнейшее увеличение переохлаждения подавляет формирование графита и, как результат, формируются структуры с карбидами железа.

Роль модификатора заключается в образовании центров кристаллизации графита в расплавленном чугуне, которые способствуют формированию и росту включений графита типа «А» в отливках из СЧ, и большого количества малых по размерам глобулей графита в отливках из ВЧ.

Структура литейных чугунов

Структура чугуна определяет механические свойства отливки и ее склонность к механической обработке. Модифицирование литейных чугунов широко применяется для получения структур пригодных к механической обработке, а, в основном, оно просто необходимо для получения заданных свойств отливок.

В составе чугуна, графитизирующие элементы будут способствовать связям «углерод-углерод» для формирования графита в структуре, тогда как карбид стабилизирующие элементы будут способствовать связям «углерод-железо», формируя в структуре цементит.

Стабилизирующие элементы:

Графитизирующие
элементы
Карбид стабилизирующие
элементы
КремнийВанадий
АлюминийХром
НикельМарганец
КальцийМагний
БарийМолибден
МедьВольфрам
СтронцийАзот
ФосфорРЗМ

Наиболее восприимчивый к модифицированию чугун можно получить, используя в завалке разумное количество передельного или литейного чугуна, изготовленных из руды, ввиду низкого содержания в них примесей, карбид стабилизирующих элементов.

Условия для успешного модифицирования

Количество зародышей кристаллизации
Модификатор не влияет на количество и средний размер центров кристаллизации графита. Однако свойства включений глобулярного графита, образовавшихся после кристаллизации, напрямую зависят от типа используемого модификатора. Предрасположенность включений к процессу кристаллизации графита в значительной степени зависит от того, модифицирован чугун или нет. Вводом модификатора в расплав непосредственно перед его разливкой решается задача образования большого количества таких включений, которые способны начать процесс формирования графита при очень незначительной степени переохлаждения.

Составляющие модификатора Большинство модификаторов являются «носителями», содержащими небольшие количества элементов «графитизаторов» (например, Ca, Ba, Sr, Al), которые формируют в расплаве частицы – центры кристаллизации графита.

Технология ввода модификаторов Контроль качества и химического состава модификатора не гарантирует успешных результатов модифицирования. Не меньшее внимание следует уделять и технологии ввода модификатора. При модифицировании в ковше рекомендуется непрерывный ввод в струю металла таким образом, чтобы поток металла способствовал быстрому и однородному распределению модификатора в расплаве.

Преодолевать эффект «старения» модифицирующего воздействия на расплав необходимо путем уменьшения временного интервала между модифицированием расплава и его кристаллизацией.

«Старение» модифицирующего эффекта

Модифицирующий эффект максимален непосредственно сразу после ввода модификатора. Скорость «старения» модифицирующего эффекта, зависящая от состава модификатора и базового чугуна, может быть очень высокой, и большая часть эффекта от модифицирования может быть потеряна в первые несколько минут после ввода модификатора. «Старение» модифицирующего эффекта можно объяснить уменьшением в расплаве числа неметаллических включений с течением времени.

Основные недостатки «старения»:

В настоящее время известно несколько фактов, связанных с эффектом «старения» модифицирующего воздействия на расплав и имеющих практическое значение:

Для каждого литейного цеха рекомендуется индивидуально определять марку модификатора и его гранулометрический состав исходя из конкретных условий производства.

Эффективность различных модификаторов

Модификаторы утрачивают свою способность снижать отбел и формировать зародыши кристаллизации графита, если модифицированный металл длительное время выдерживается перед разливкой. Однако, разные модификаторы обладают различными характеристиками в части эффекта «старения».

Барийсодержащие модификаторы ФС65Ба1-ФС65Ба4, например, формируют значительное количество зародышей кристаллизации в течение длительного периода выдержки, что делает их превосходными для ковшевого модифицирования. Они эффективно снижают отбел в высокопрочном чугуне, а также в сером чугуне с низким и высоким содержанием серы. Другим эффективным модификатором, относительно долго сохраняющим модифицирующее воздействие, являются стронцийсодержащие модификаторы, например, ФС75СтК.

Влияние модифицирования на прочность

Модифицирование и обрабатываемость литья

Модифицирование и склонность чугуна к усадке

Кристаллизация «серого» чугуна характеризуется формированием «каркаса» из твердого слоя металла, состоящего из эвтектических ячеек, по границе раздела «форма-металл» с последующим ростом эвтектических ячеек вдоль фронта кристаллизации. Формирующийся графит полностью или частично компенсирует усадку жидкого чугуна, если он формируется внутри относительно твердой корки, что является свойством немодифицированного «серого» чугуна.

Однако, при изменении характера кристаллизации удовлетворительные усадочные характеристики чугуна могут меняться в худшую сторону, особенно если на границе раздела «форма-металл» не образуется твердая корка, оставляя, таким образом, форму открытой для воздействия ферростатического давления.

В итоге, форма может дать осадку под воздействием ферростатического давления оставшейся жидкой фазы, и увеличенный объем полости литейной формы станет слишком большим для компенсации выделившимся графитом в финальной стадии кристаллизации. Иногда усадка может возникнуть как результат избыточного расширения формы, так как геометрия формы оказывает свое воздействие.

К сожалению, модифицирование меняет характер кристаллизации таким образом, что твердость «корки» снижается. Поэтому, объем навески модификатора не должен быть чрезмерно большим (эффект «избыточного модифицирования»), чтобы избежать усадки, но, в то же время, достаточным, чтобы гарантировать «серую» кристаллизацию.

Практика показывает, что при одинаковой глубине отбела количество эвтектических ячеек меньше при использовании модификаторов, например, ФС75СтК, вместо обычного ферросилиция. Меньшее количество эвтектических ячеек уменьшает ферростатическое давление на форму и помогает снизить тенденции к формированию усадочных дефектов.

Так как количество эвтектических ячеек в высокопрочном чугуне намного больше, чем в сером чугуне, то можно предположить большую склонность ВЧ к усадке. Необходимо отметить, что модель кристаллизации ВЧ фактически сходна со схемой кристаллизации избыточного модифицированного серого чугуна.

Для внутриформенного модифицирования при производстве отливок из высокопрочного чугуна, в настоящее время, наиболее востребован ферросиликомагний с лантаном (ФСМг5La). При его использовании максимально снижается склонность чугунов к формированию усадки. Эффект наиболее нагляден при обработке толстостенных отливок.

ООО «Спецферросплав» изготавливает сегодня широкий диапазон модификаторов, максимально удовлетворяющих конкретным требованиям литейных производств.

Источник

Способы модифицирования чугуна

Новости

какой металл применяется в качестве модификатора для чугуна

Утверждена экскурсионная программа XIV Литейного Консилиума®

какой металл применяется в качестве модификатора для чугуна

Ведущие специалисты литейных предприятий России и зарубежья соберутся в Челябинске на Литейном Консилиуме®

какой металл применяется в качестве модификатора для чугуна

Скончалась Доктор технических наук, профессор Мысик Р.К

Разнообразные условия производства отливок из высокопрочного чугуна, требования к качеству металла, наличие модификаторов определяют способ ввода модификатора в чугун. Применяемые способы сфероидизирующей обработки условно можно разделить на четыре группы: модифицирование в форме, модифицирование в специальной реакционной камере, модифицирование в ковше и обработка чугуна модифицирующей проволокой. Рассмотрим все четыре варианта модифицирования:

1. Модифицирование в ковше.

какой металл применяется в качестве модификатора для чугунаРис. 1. Совмещенный способ модифицировании чугуна типа ковш-крышка:

1-крышка, 2-отверстие для слива чугуна, 3-ковш, 4-модификатор, 5-укрывной материал.

Заливать металл в ковш необходимо с высокой скоростью. При этом нельзя допускать попадания струи в реакционную камеру на укрывной материал, иначе это приведет к размыванию модификатора, выносу его на поверхность металла и сгоранию. Строгое соблюдение приведенной выше технологии модифицирования обеспечит стабильный модифицирующий эффект.

2. Модифицирование в форме.

Основой модифицирования чугуна в форме (Inmold — процесс) является применение в литниковой системе специальной реакционной камеры, в которую помещается модификатор. Объем камеры рассчитывается по специальной методике. Преимуществами этого метода являются высокая степень усвоения магния (65-90%), получение однородной структуры, отсутствие дыма и пироэффекта, возможность индивидуальной технологии обработки для каждой отливки, снижение расхода модификатора. Однако следует отметить, что для получения качественного чугунас включениями графита шаровидной формы необходимо строгое соблюдение соотношений между температурой и скоростью заливки расплава, составом, количеством и фракцией модификатора, а также наличие качественных шихтовых материалов и проведение контроля на всех стадиях процесса. Помимо этого, за счет увеличения литнтковой системы, снижается технологический выход годного.

Рис. 2 Схема модифицирования в форме при inmold-процессе:

какой металл применяется в качестве модификатора для чугуна

3. Модифицирование в специальной реакционной камере (метод Флотрет).

Этот метод представляет собой внутрижелобное модифицирование. Принцип модифицирования основан на использовании расплава чугуна с серой не более 0,015%. Чугун переливается через многосекционный желоб, в который предварительно помещено необходимое количество сфероидизирующего модификатора. Метод применяется для небольших порций чугуна (до 1 тонны). Вторичное модифицирование осуществляется в разливочном ковше. При модифицировании этим способом достигается достаточно высокое усвоение магния (до 80 %), почти полное исключение пироэффекта и дымовыделения, значительно меньшее, чем в случае обработки в ковше, падение температуры.

Рис. 3 Схема модифицирования чугуна методом Флотрет:

1-литниковая чаша; 2-литниковые ходы; 3-реакционная камера с модификатором; 4-камера-накопитель; 5-выпускное отверстие.

какой металл применяется в качестве модификатора для чугуна

4. Обработка чугуна модифицирующей проволокой.

Все существующие методы обработки чугуна магнийсодсржащими присадками, основанные на одновременном вводе в металл требуемой дозы модификатора, несмотря на указанные выше технологические меры, не позволяют достичь высокого усвоения магния главным образом потому, что реакция модифицирования проходит в локальном участке, и пузырьки испаряющегося магния, поднимаясь к поверхности расплава, имеют ограниченное время контакта с расплавом. Площадь контакта магния с жидким металлом и, следовательно, усвоение магния значительно повышается, если модификатор вводить в чугун в измельченном виде малыми порциями, например инжектированием твердых, жидких или парообразных присадок. Однако эти методы промышленного применения не нашли. Наиболее удобным и технически легко осуществимым является ввод в расплав тонкоизмельченных модифицирующих присадок, помещенных в металлических трубках. При подаче в металл таких наполненных модификатором трубок (полой проволоки) срегулированной скоростью, обеспечивающей требуемый расход модификатора, процесс модифицирования протекает без дыма и пироэффекта, а степень усвоения магния по сравнению с обработкой в ковше увеличивается почти в 1,5-2 раза. Известны различные методы обработки чугуна модифицирующей проволокой, подаваемой в струю металла с помощью специального устройства — трайб-аппарата.

Рис. 4.Способы обработки чугуна модифицирующей проволокой:

а — в струю (А-вертикальное введение, В-диагональное введение),
б — в струю при заливке из стопорного ковша,
в — в ковше.

а) какой металл применяется в качестве модификатора для чугуна

б) какой металл применяется в качестве модификатора для чугуна

в) какой металл применяется в качестве модификатора для чугуна

Источник

Модифицирование серого чугуна

какой металл применяется в качестве модификатора для чугуна

Для деталей из серого чугуна характерны малая чувствительность к влиянию внешних концентратов напряжения при циклических нагрузках, высокий коэффициент поглощения колебаний при вибрациях (в 2-4 раза выше, чем у стали), высокие антифрикционные свойства (благодаря наличию графита). Но, чтобы обеспечить эти свойства, чугун должен иметь определенную литейную структуру. Один из эффективных способов улучшения структуры – модифицирование.

Модифицирование – введение в расплав веществ (модификаторов), небольшое количество которых существенно влияет на процесс кристаллизации и, соответственно, изменяет структуру и свойства металла или сплава. При легировании в основной металл также вводятся компоненты для повышения механических, физических и химических свойств основного металла. Отличие легирования и модифицирования состоит в том, что легирующие элементы могут вводиться как в шихту, так и в расплав, модификаторы вводятся только в расплав и их активное действие кратковременно (15-20 минут). И, кроме того, легированные металлы и сплавы сохраняют свои свойства при последующих переплавах, а эффект от модификации после переплава не сохраняется.

Однако в настоящее время из всех известных приемов улучшения качества металла модифицирование считается одним из наиболее эффективных. По способу воздействия на процесс кристаллизации чугуна различают 2 группы модификаторов. Одна группа воздействует на условия роста графита и способствует его кристаллизации в виде компактных или шаровидных включений. Другая группа изменяет степень графитизации (модифицирование способствует более равномерному охлаждению, благодаря чему обеспечивается получение однородной структуры с мелкопластинчатым графитом в сечениях отливки).

По сравнению с обычным чугуном модифицированный чугун такого же химического состава в меньшей степени склонен к образованию трещин (отбеливанию). Именно на этом основано использование модификаторов для получения чугунов с высокими механическими свойствами.

Модификаторы серого чугуна

Основным модификатором серого чугуна является ферросилиций ФС75 (75%-ный ферросилиций), эффективность которого значительно усиливается при содержании в нем Al и Са.

Для модифицирования ферросилиций в размолотом виде (фракции 2-10 мм) вводят в разливочный или раздаточный ковш под струю металла при температуре 1340-1400°С в количестве 0,1-0,5% массы жидкого металла. Также его можно добавлять в форму или подавать непосредственно в момент раздачи чугуна по ковшам. Кроме того, модификатор можно разместить в одном из элементов литниковой системы формы или использовать проволоку из прессованного порошкового модификатора, которая с заданной скоростью вводится в струю металла у литниковай чаши формы.

Но, какой бы способ не применялся, всегда необходимо удостоверится в том, что модификатор полностью растворился и тщательно перемешался с расплавом чугуна.

Модифицирующий эффект ферросилиция сохраняется не более 15 мин. Ферросилиций ФС75 целесообразно применять для модифицирования чугунов с низким углеродистым эквивалентом, а также при литье тонкостенных отливок.

Массовая доля алюминия в промышленном ФС75 составляет 1,5-2,5%, кальция – 0,6-1,3%. Модифицирующее действие ферросилиция связывают с наличием в нем кальция и алюминия, которые активно взаимодействуют с кислородом и азотом расплава, образуя тугоплавкие соединения. Кроме того, в расплаве образуются локальные микрообъемы, обогащенные графитом. Но, в промышленных чугунах (особенно электропечной выплавки) может происходить активное взаимодействие алюминия с другими веществами, в частности с влагой, сконденсированной на стенках литейной формы. Образующийся при этом водород и оксид углерода поглощаются расплавом и при затвердевании вызывают появление подкорковых раковин.

Кроме того, для серого чугуна в качестве графитизирующего модификатора используется ферросилиций ФС75Л (74-80 Si), а также комплексные сплавы на основе кремния, содержащие Ca, Mg, Sr (стронций), Zr (цирконий), Ba (барий), РЗМ (редкоземельные металлы), Mn (манган), а также модифицирующие смеси, состоящие из силикокальция, графита, ферросилиция и других компонентов. Этот модификатор в виде гранул размером 1-5 мм вводят в струю чугуна при сливе из печи в ковш. Для конкретных условий производства устанавливают оптимальный интервал времени от момента заполнения ковша до заливки форм, так как действие модификатора рассчитано на определенное время.

Например, при изготовлении детали «Корпус» из серого чугуна марки СЧ 20 (ГОСТ 1412-88) ферросилиций добавляют в ковш перед сливом металла из индукционной печи. Модификатор помещают на самое дно ковша, что позволяет ему полностью раствориться в сплаве и не выгореть. В данном случае ферросилиций имеет крупную фракцию. При этом температура разливки чугуна в ковш составляет 1450 °С.

Стронцийсодержащий ферросилиций с низким содержанием кальция (0,5%) повышает прочность серых чугунов с пластинчатым графитом в тонкостенных отливках, повышает степень однородности структуры в различных сечениях отливки. При этом вследствие общего уменьшения количества этого модификатора, в расплав вводится меньшее количество алюминия, что способствует снижению брака по газоусадочным дефектам при литье тонкостенных отливок.

Стронцийсодержащий ферросилиций ФССт2 в большей степени, чем ФС75, снижает и стабилизирует твердость заготовок.

Марка силикокальцияСа, %Fe, %Al, % не болееС, % класс АС, % класс БР, %Si,% остальное
СК 1010-1525 и более1,00,20,50,02
СК 1515-20201,00,20,50,02
СК 2020-25
СК 2525-30до 102,00,51,51,5
СК 30Св. 30до 62,00,51,51,5

Таблица 1. Состав силикокальция

Высокую графитизирующую способность имеют барийсодержащие модификаторы на кремниевой основе. Барий активно реагирует с кислородом, серой и углеродом в составе чугуна, образуя соединения, которые переходят в шлак. Комплексные модификаторы на основе кремния с содержанием в них бария или стронция лучше устраняют отбеливание и обеспечивают более высокий прирост прочности, чем ферросилиций ФС75.

Наилучшие результаты достигаются при вводе добавок в количестве 0,2-0,4% массы жидкого металла. При дальнейшем увеличении количества присадки прочность чугуна уменьшается вследствие появления в структуре феррита.

При изготовлении крупных чугунных отливок в серийном и мелкосерийном производстве, а также при заливке чугуна на автоматических формовочных линиях необходимо применение присадок с длительным (до 30 мин) периодом действия модифицирующего эффекта. С этой точки зрения представляет интерес силикобарий с высокой массовой долей (30-35%) бария СБ30. Использование, СБ30 позволяет резко снизить склонность чугуна к отбелу и сохранить модифицирующий эффект в течение 15-25 мин.

Оптимальная температура модифицирования чугуна силикобарием находится в пределах 1360-1380°С. Силикобарий повышает однородность структуры и свойств чугуна в различных сечениях отливки (в тонких сечениях отливки исчезает точечный графит, прочность чугуна возрастает).

Еще одним распространенным модификатором является церий, который вводят в металл в виде металлического церия, сплава мишметалла, ферроцерия и сплава ФЦМ-5.

Металлический церий содержит 97% церия при общем содержании редкоземельных элементов 98,5%. Церий имеет сравнительно низкую температуру плавления (725°С). При низких температурах хорошо растворяет газы и легко окисляется на воздухе, поэтому церий можно сохранить только в воздухонепроницаемых сосудах.

Мишметалл – сплав элементов цериевой группы, полученный методом электролиза из расплава хлоридов, содержит 40-60% Се (церий), 13-25% La (лантан), 15-17% Nd (ниодим), 8-10% других редкоземельных элементов и до 2% Fe.

Ферроцерий – сплав редкоземельных элементов цериевой группы с железом. Его получают как и мишметалл методом электролиза из расплава хлоридов. В ферроцерии содержится 15% Fe, 40-55% Се, остальное – редкоземельные элементы.

Сплав ФЦМ-5 – сплав РЗМ с магнием, получаемый электролизом. В нем содержится 40-50% Се, до 1% Fe, 3,6-7,5% Mg, остальное – элементы цериевой группы.

Церий, обладая большим химическим сродством к кислороду и сере, активно раскисляет жидкий чугун, образуя тугоплавкие соединения. Следует отметить, что применение ферроцерия как модификатора эффективно при его введении в расплав при температуре выше 1450°С. Присадка ферроцерия в количестве до 0,1% эффективно устраняют отбел чугуна (0,08-0,12% S).

Углесодержащие модификаторы применяется совместно с ферросилицием в количестве 0,01-0,05% с целью улучшения распределения графита, но, вследствие сравнительно небольшой плотности, они плохо усваиваются жидким чугуном. Наиболее эффективные результаты получены при использовании углесодержащих присадок для модифицирования чугуна, выплавляемого в электропечах и подвергающегося длительной выдержке. При длительной выдержке расплав имеет повышенную склонность к отбелу и в данном случае модифицирование является необходимой технологической операцией. Графит, как присадка, требует более длительного периода для активизации, поэтому его целесообразно вводить в расплав за несколько минут (5-10) до ввода других модификаторов.

Эффективность модифицирования

Эффективность модифицирования связана с рядом технологических факторов: температурой ввода присадок, их гранулометрическим составом, временем и местом ввода модификаторов.

Все эти параметры подбираются в зависимости от задач, которые необходимо решить с помощью модифицирования.

Уменьшение отбелаПовышение прочностиПовышение твердостиПродолжительность эффекта модифицированияТехнологичность
СиликобарийФерроцерийФерроцерийГрафит, силикобарийФерросилиций
ФС(Р3М)СиликокальцийМишметаллФерроцерийФС (Sr)
ФС (Sr)МишметаллФС (Sr)СиликокальцийФерроцерий
МишметаллФС (Sr)ФС(Р3М)МишметаллФС(Р3М)
ФерроцерийФС(Р3М)СиликобарийФС (Sr)Силикобарий
СиликокальцийСиликобарийФерросилицийГрафит
ФерросилицийФерросилицийСиликокальцийФС(Р3М)Мишметалл
ГрафитГрафитовая стружкаГрафитФерросилицийСиликокальций

Таблица 2. Эффективность модификаторов серого чугуна (в порядке уменьшения влияния)

В целом, при использовании ферросилиция, ферроцерия и его смеси с ферросилицием, повышение температуры ввода присадок от 1420 до 1450°С способствует усилению модифицирующего эффекта, хотя длительность действия модификатора сокращается.

Модифицирование чугуна при температуре 1380-1420°С обеспечивает, как правило, наиболее стабильные результаты и высокие показатели качества чугунных отливок. Уместно добавить, что температура плавления наиболее распространенных модифицирующих присадок, таких как ферросилиций, мишметалл, не превышает 1350°С.

Эффективность модифицирования чугуна существенно зависит также и от размера частиц ферросплавов.

В производственной практике встречается способ «позднего» модифицирования, который используют с целью устранения влияния фактора времени на эффективность обработки чугуна. Этот способ получил широкое распространение для автоматизированных установок с индукционным обогревом для заливки чугуна на конвейерах и формовочных линиях. В данном случае максимальный эффект достигается применением мелкозернистых фракций модификатора (0,3-2 мм). При этом используются различные сорта ферросилиция ФС75, причем массовая доля фракций 0,3-0,5 мм в присадке должна составлять не менее 15-20%.

Наличие крупных фракций (более 2,0 мм) при «позднем» модифицировании не допускается, т. к. в отливках возможно образование нерастворенных частиц модификатора. Оптимальная массовая доля присадки ферросилиция ФС75 при введении его в форму или в литниковую чашу составляет 0,05-0,1% металлоемкости формы, для других способов «позднего» модифицирования она равна 0,1-0,2%. При «позднем» модифицировании целесообразно использовать ферросилиций ФС75, содержащие активные присадки стронция и РЗМ.

Модифицирование – признанный способ повышения качества чугунных отливок, позволяющий либо полностью предотвратить образование отбела, газовой или усадочной пористости, либо свести их к минимуму. Но, следует помнить, что гарантом получения качественного литья и улучшения структуры чугуна является правильный подбор модификаторов и режимов модифицирования.

Герасименко Андрей

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *