Поліпшення якості продукції ливарного виробництва, підвищення її надійності та довговічності є нагальною вимогою нашого часу.
Незважаючи на стійку тенденцію збільшення випуску лиття з кольорових сплавів, на сьогоднішній день, більше 70% виливків виробляються з чавуну.
Володіючи комплексом цінних технологічних, ливарних, фізико-механічних і службових властивостей при високих економічних показниках, чавун залишається основним конструкційним матеріалом для широкої номенклатури литих виробів різного призначення, які використовуються в металургії, машинобудуванні, автомобілебудування, суднобудуванні, техніці та засобах військового призначення, а також інших галузях промисловості.
У той же час сучасне промислове виробництво виявляє до якості литих заготовок, (деталей) зростаючі вимоги, що спричиняє необхідність виготовлення чавунних виливків із покращеною структурою, а також з підвищеними механічними та експлуатаційними характеристиками.
Дослідження останніх років свідчать, що найбільш ефективним засобом підвищення рівня механічних і службових властивостей чавунних виливків, як внаслідок зміни форми графіту, так і впливу на структуроутворення металевої основи є процеси модифікування, тобто введення в розплав чавуну заданої кількості добавок-модифікаторів.
Модифікатор – речовина, введення якої істотно змінюють структуру та властивості обробленого ним рідкого металу або сплаву.
За характером впливу на структуру чавуну розділяють графітизувальне, карбідостабілізувальне та сфероїдизувальне модифікування розплаву.
Графітизувальне модифікування, використовується, як правило, для оброблення розплаву чавуну з низьким вуглецевим еквівалентом (до 4,3% С відповідно до діаграми стану Fe-C) з метою зменшення ймовірності утворення структурно-вільного цементиту, а також усунення вибілення (особливо в тонкостінних виливках) для формування заданої структури сірого чавуну з включеннями графіту необхідних розмірів, форми, розподілу, кількості.
Крім того, графітизувальне модифікування збільшує ізотропність структури та механічних властивостей чавуну в фасонних виливках із різною товщиною стінок складної конфігурації, збільшує тривалість ефекту процесу модифікування, що особливо важливо при виготовленні великих товстостінних виливків (з товщиною стінки більше 100 мм).
Останнім часом розроблено та поставляється низка комплексних графітизувальних модифікаторів до складу яких входять комплекс активних елементів, таких як Ca, Al, Ba, Mn, Zr, Sr Si. Серед існуючих модифікувальних добавок, які застосовуються на практиці для графітизувального оброблення розплаву, одним із поширених і дешевих модифікаторів є феросиліцій з 45% або 75% вмістом кремнію (відповідно марок ФС45 і ФС75). Поряд з феросиліцієм ефективними графітизувальними модифікаторами чавунів є також силікобарій (SiBa, наприклад, марки СБ5), феросілікобарій (FeSiBa), Barinoc 75 inoculant, силікокальцій (SiCa, наприклад, марки СК15, СК20), Alinok 75 inoculant, силікостронцій (SiSr) тощо.
Для підвищення міцності, зносостійкості та інших експлуатаційних спеціальних характеристик чавуну у виливках, і найчастіше для отримання структури вибіленого чавуну з твердими карбідами заліза та інших хімічних елементів, а також з метою перлітизації структури чавуну його обробляють різними карбідостабілізувальними добавками. До таких елементів відносяться Mn, Cr, Mo, V, W, а також комплексні добавки та феросплави, які вміщують перелічені елементи.
Відомо випадки, що в якості карбідостабілізувального модифікатора можливо використовувати наступні елементи, такі як – вісмут, телур окремо або у сукупності, зокрема при виробництві виливків із вибіленою поверхнею (наприклад, прокатних валків, виливниць, а також інших зносостійких деталей).
Найбільший інтерес визиває процеси сфероїдизувального оброблення розплаву чавуну, які проводяться з метою отримання в структурі чавуну виливків включень графіту кулястої або вермікулярної форми, і як наслідок, підвищення міцності, і особливо важливо, пластичних властивостей чавуну.
В якості сфероїдизувальних елементів використовують – Mg, Ca, Ce, Y, інші рідкісноземельні метали, як у чистому вигляді, так і у вигляді комплексних лігатур в залежності від способу оброблення розплаву (наприклад, в герметизованому автоклаві, відкритих або закритих ковшах, в струмені рідкого металу, внутрі ливарної форму тощо).
В останні роки знаходять широке поширення легкі комплексні сфероїдизувальні модифікатори типу феросиліціймагній (ФСМг) вітчизняного виробництва. Густина (щільність) таких модифікаторів може складати від 1,8 до 2,5 г/см3.
На ряді вітчизняних і зарубіжних підприємствах знаходять також застосування ефективні комплексні сфероїдизувальні модифікатори типу Lamet nodulariser, CompactMag, Elmag nodulariser (виробництва Норвегії) до складу яких входять як окремо рідкісно-земельні елементи (La, Ce) або сплав суміші РЗМ.
Крім перелічених модифікаторів знаходять застосування так звані «важкі» сфероїдизувальні добавки (лігатури) в комбінації Ni-Mg, Ni-Mg-Се, Ni-Fe-Mg,
Ni-Cu-Mg з додаванням до них рідкісноземельних металів. Густина (щільність) таких важких модифікаторів може складати від 7,0 до 8,0 г/м3.
Для отримання в структурі чавуну графіту вермикулярної форми знаходять застосування феросиліціймагнієві комплексні легкі модифікатори типу ФСМг (меншою кількість ніж при сфероїдизувальному модифікуванні – до 1,0 % маси модифікатора) або ще так звані інокулюючи модифікувальні добавки (інокулятори), які вміщують в своєму складі такі активні хімічні елементи, як Si, Al, Ca, Ti, рідкісно-земельні метали тощо.
Таким чином, проведений аналіз існуючих видів модифікувальних добавок підтверджує перспективність процесів модифікування для отримання чавунних виливків (литих заготовок) із підвищеними механічними, експлуатаційними та спеціальними характеристиками.
Основна перевага перелічених графітизувальних, карбідостабілізувальних, сфероїдизувальних модифікувальних добавок – стабільність отримання заданої структури та властивостей в чавунних виливках.
Кожен вид модифікувальної добавки має свою раціональну й оптимальну галузь застосування. При цьому під час вибору модифікатору також необхідно враховувати технологію оброблення розплаву ними (режими, способи введення модифікаторів у розплав чавуну), а також теплофізичні, хімічні властивості модифікувальних добавок, їх кількість, гранулометричний склад тощо.
Технічні фахівці компанії ТОВ «УКРФАВОРІТ» можуть надати консультацію щодо аналізу, вибору або рекомендацій необхідного виду модифікувальної добавки в залежності від заданої структури та властивостей, які необхідно отримувати в чавунних виливках різної номенклатури.
Запрошуємо до плідної співпраці зацікавлені підприємства, організації, фірми ливарної галузі.
Як з нами зв’язатися?
Напишіть нам: info@ukrfavorit.com.ua
Зателефонуйте: 0800 33 92 85 (безкоштовно).
Скануйте QR-код та долучайтеся до наших соцмереж!
Разом ми рухаємо індустрію вперед!
Телефон:
+38 (067) 333-92-85
+38 (066) 333-92-85
+38 (044) 333-92-85
Прес-служба «Укрфаворіт»
