Модифицирование серого чугуна

Модифицирование является одним из наиболее эффективных методов воздействия на кристаллизацию с целью получения благоприятной структуры металлической основы и формы графита, а, следовательно, и высоких механических свойств.

Для модифицирования серого чугуна применяют в основном графитизирующие (инокулирующие) модификаторы. Они обеспечивают повышение механических свойств за счет уменьшения размеров, улучшения формы и равномерности распределения графитных включений, а предотвращают отбел в тонкостенных чугунных отливках. При производстве толстостенных чугунных отливок для повышения стабильности и однородности свойств по сечению используют также стабилизирующие (микролегирующие) модификаторы.

Модификаторы для серого чугуна представляю собой сплавы на железо-кремниевой основе - ферросилиций, ферросиликобарий, силикокальций. Наряду с кремнием, барием и кальцием они содержат также алюминий, титан и др.

Для исключения отбела в тонких сечениях (до 2 - 3 мм) расплав необходимо подвергать эффективному графитизирующему модифицированию значительными дозами ферросилиция. При наличии в нем свыше 1,5 -2 % Al при литье в сырые песчано-глинистые формы возрастает брак отливок по газовой подкорковой пористости вследствие насыщения чугуна вододом, который образуется по реакции [Al] + H₂O = Al₂O₃ +[H].

Модифицирование осуществляют путем присадки гранулированного ферросилиция на струю жидкого чугуна при наполнении ковша или при разливке расплава в литейную форму. Действие модификатора начинается после расплавления и продолжается ограниченный промежуток времени (10-25 мин в зависимости от температуры и состава модификатора). Поэтому размер гранул (кусков) модификатора подбирают применительно к температуре расплава и вместимости ковша. Ввиду ограниченности длительности днействия эффекта модифицирования («живучести») применяют различные варианты модифицирования. Если длительность транспортировки и заливки чугуна существенно меньше живучести модифицирующего эффекта, модифицирование осуществляют при выпуске жидкого чугуна из печи в ковш. В противном случае модифицирование осуществляют непосредственно перед разливкой (при наполнении разливочного ковша) или в процессе разливки (в литниковой чаше, воронке или внутри формы).

Ферросицилий ФС75 является основным и базовым графитизирующим модификатором для серого чугуна. Для повышения модифицирующего эффекта в ферросилиций дополнительно вводят кальций, барий, магний, РЗМ. Применяют также смесевые модификаторы, содержащие ферросилиций и измельченные графит или карбид кремния.

Силикобарий представляет собой ферросилиций, который дополнительно содержат 2-4 % бария. Онявляются более эффективным графитизирующим модификатором. Применение его позволяет повысить живучесть модифицирующего эффекта и в 1,5…2,0 раза снизить расход модификатора.

Модификаторы Fe-Si-Mg-РЗМ, содержащие до 1 - 2 % магния и 0,5- 1,5 % РЗМ также обеспечивают более высокий модифицирующий эффект.

Углеродосодержащие модификаторы представляю собой порошковые смеси из графита, карбида кремния и силикокальция. Они обеспечивают длительный модифицирующий эффект, однако требуют быть высокой (более 1673 К) температуры молдифицирования. Их дополнительным преимуществом по сравнению с ферросилицием является то, что с ними в расплав вносится меньшее кремния, но больше углерода.

Дата добавления: 2014-01-07