Наукові конференції України, Нові матеріали і технології в машинобудуванні-2017

Розмір шрифту: 
ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ВНУТРІШНЬОФОРМОВОГО МОДИФІКУВАННЯ ЧАВУНУ ЛІГАТУРОЮ ЖКМК-4
В.Б. Бубликов, Л.М. Сиропоршнєв, О.І. Форсюк, Д.Н. Берчук

Остання редакція: 2017-07-11

Тези доповіді


Пpoгpесивним нaпpямoм poзвитку технoлoгій висoкoміцнoгo чaвуну є підвищення ефективнoсті мoдифікувaння шляхoм зaстoсувaння пізньoгo внутpішньoфopмoвoгo мoдифікувaння в пpoтoчних pеaктopaх, poзтaшoвaних в ливникoвій системі. У пopівнянні з кoвшoвим, мoдифікувaння в ливapних фopмaх хapaктеpизується більш висoкoю екoлoгічністю, технoлoгічністю і економічністю. Модифікування безпосередньо в ливарній формі є екологічно чистим процесом, в результаті якого забезпечується перехід Mg з лігатури в рідкий метал біля 70…85 % при скороченні до мінімуму тривлості часу від початку модифікування до кристалізації розплаву.

Ще однією характерною ознакою внутрішньоформового модифікування є використання вихідного чавуну з вмістом S менше 0,01 %, тому актуальними стали дослідження отримання високоміцного чавуну внутрішньоформовим модифікуванням при використанні вихідного чавуну з підвищеним вмістом сірки, що отримуємо з недорогого переробного чавуну та сталевого брухту. При використанні вихідного чавуну з підвищеним вмістом сірки, її надмірну кількість, яка перевищує оптимальні межі 0,010…0,015 %, необхідно дезактивувати, що  буде сприяти ефективному внутрішньоформовому модифікуванні та магній, який вводиться в рідкий метал буде виконувати  тільки функцію утворення кулястого графіту в чавуні під час його кристалізації.

Дослідження проводили з використанням магній-кальцієвої лігатури ЖКМК-4. Кальцій є більш активним десульфуратором і розкислювачем ніж магній, через що покращується модифікуюча здатність лігатури. Через погану розчинність лігатури застосовували присадку флюориту кальція (CaF2), що ефективно знижує в’язкість шлаку, який утворюється.

Відливали стандартні клиноподібні проби з товщиною біля основи 15 мм в сирі піщано-глинясті форми при 1380 і 1450 °С.  Кількість присадки CaF2 складала 3 і 15 % від маси лігатури. При введенні 3 % присадки CaF2 та температурі заливання 1380 °С  вміст Mg та Si відповідно склав 0,023 та 1,98 %. За температури заливання 1450 °С і тієї ж кількості присадки CaF2 вміст Mg та Si збільшуються відповідно до 0,038 та  2,39 %.

Введення 15 % CaF2 значно покращує умови взаємодії рідкого металу з лігатурою і при температурі заливання 1450 °С відбувається повне її розчинення і досягаються найвищі значення вмісту Mg та Si (0,05 % Mg та 2,46 % Si). При температурі заливання 1380 °С вміст Mg та Si склав відповідно 0,037 та 2,23 %.

Як показують результати проведених досліджень, швидкість розчинення магній-кальцієвої лігатури залежить від в’язкості і температури шлаку, що утворюється при її плавленні та перешкоджає проникненню рідкого металу в лігатуру і уповільнює  процеси тепломасообміну між нею та розплавом.

Таким чином експериментально доведено, що застосування магній-кальцієвої лігатури є перспективним процесом при використанні вихідного чавуну з підвищеним вмістом сірки до 0,035 %. В результаті досліджень отримані експериментальні дані, що свідчать про взаємозв’язок параметрів структури і механічних властивостей високоміцного чавуну з температурою заливання і кількістю введеної присадки флюориту кальцію разом із лігатурою. Механічні властивості відлитих проб, отриманих внутрішньоформовим модифікуванням магній-кальцієвою лігатурою: межа міцності до 600 МПа; відносне подовження  до 12 %.


Full Text: PDF