Улучшение качества продукции литейного производства, повышение ее надежности и долговечности является неотложным требованием нашего времени.
Несмотря на устойчивую тенденцию увеличения выпуска литья из цветных сплавов, на сегодняшний день более 70% отливок производятся из чугуна.
Обладая комплексом ценных технологических, литейных, физико-механических и служебных свойств при высоких экономических показателях, чугун остается основным конструкционным материалом для широкой номенклатуры литых изделий различного назначения, используемых в металлургии, машиностроении, автомобилестроении, судостроении, технике.
В то же время современное промышленное производство проявляет к качеству литых заготовок, (деталей) возрастающие требования, что приводит к необходимости изготовления чугунных отливок с улучшенной структурой, а также с повышенными механическими и эксплуатационными характеристиками.
Исследования последних лет свидетельствуют, что наиболее эффективным средством повышения уровня механических и служебных свойств чугунных отливок, как вследствие изменения формы графита, так и влияния на структурообразование металлической основы, являются процессы модификации, то есть введение в расплав чугуна заданного количества добавок-модификаторов.
Модификатор – вещество, введение которого существенно изменяет структуру и свойства обработанного им жидкого металла или сплава.
По характеру воздействия на структуру чугуна разделяют графитизировочное, карбидостабилизирующее и сферодизировочное модифицирование расплава.
Графитизирующая модификация используется, как правило, для обработки расплава чугуна с низким углеродным эквивалентом (до 4,3% С в соответствии с диаграммой состояния Fe-C) с целью уменьшения вероятности образования структурно-свободного цементита, а также устранения отбеливания (особенно в тонкостенных отливках). необходимых размеров, формы, распределения, количества.
Кроме того, графитизировочная модификация увеличивает изотропность структуры и механических свойств чугуна в фасонных отливках с разной толщиной стенок сложной конфигурации, увеличивает продолжительность эффекта процесса модифицирования, что особенно важно при изготовлении больших толстостенных отливок (с толщиной 0 мм).
В последнее время разработан и поставляется ряд комплексных графитизирующих модификаторов, в состав которых входят комплекс активных элементов, таких как Ca, Al, Ba, Mn, Zr, Sr Si. Среди существующих модифицирующих добавок, применяемых на практике для графитизирующей обработки расплава, одним из распространенных и дешевых модификаторов является ферросилиция с 45% или 75% содержанием кремния (соответственно марок ФС45 и ФС75). Наряду с ферросилицием эффективными графитизирующими модификаторами чугунов являются также силикобарий (SiBa, например, марки СБ5), ферросиликобарий (FeSiBa), Barinoc 75 inoculant, силикокальций (SiCa, например, марки СК15, кос (SiSr) и т.д.
Для повышения прочности, износостойкости и других эксплуатационных специальных характеристик чугуна в отливках, и чаще всего для получения структуры отбеленного чугуна с твердыми карбидами железа и других химических элементов, а также с целью перлитизации структуры чугуна его обрабатывают различными карбидостабилизирующими добавками. К таким элементам относятся Mn, Cr, Mo, V, W, а также комплексные добавки и ферросплавы, содержащие перечисленные элементы.
Известны случаи, что в качестве карбидостабилизирующего модификатора можно использовать следующие элементы, такие как – висмут, теллур по отдельности или в совокупности, в частности при производстве отливок с отбеленной поверхностью (например, прокатных валков, изложниц, а также других износостойких деталей).
Наибольший интерес вызывает процессы сферы дизировочной обработки расплава чугуна, которые проводятся с целью получения в структуре чугуна отливок включений графита шаровидной или вермикулярной формы, и как следствие, повышения прочности, и особенно важно, пластических свойств чугуна.
В качестве сферодизирующих элементов используют – Mg, Ca, Ce, Y, другие редкоземельные металлы, как в чистом виде, так и в виде комплексных лигатур в зависимости от способа обработки расплава (например, в герметизированном автоклаве, открытых или закрытых ковшах, в струе жидкого металла, внутри литейной формы и т.п.).
В последние годы находят широкое распространение легкие комплексные сферодизировочные модификаторы типа ферросилициймагний (ФСМг) отечественного производства. Плотность (плотность) таких модификаторов может составлять от 1,8 до 2,5 г/см3.
На ряде отечественных и зарубежных предприятиях находят также применение эффективные комплексные сферодизирующие модификаторы типа Lamet nodulariser, CompactMag, Elmag nodulariser (производства Норвегии), в состав которых входят как отдельно редко-земельные элементы (La, Ce) или сплав смеси РЗМ.
Кроме перечисленных модификаторов находят применение так называемые «тяжелые» сферодизирующие добавки (лигатуры) в комбинации Ni-Mg, Ni-Mg-Се, Ni-Fe-Mg,
Ni-Cu-Mg с добавлением к ним редкоземельных металлов. Плотность (плотность) таких тяжелых модификаторов может составлять от 7,0 до 8,0 г/м3.
Для получения в структуре чугуна графита вермикулярной формы находят применение ферросилиций. элементы как Si, Al, Ca, Ti, редко-земельные металлы и т.д.
Таким образом, проведенный анализ существующих видов модифицирующих добавок подтверждает перспективность процессов модификации для получения чугунных отливок (литых заготовок) с повышенными механическими, эксплуатационными и специальными характеристиками.
Основное преимущество перечисленных графитизирующих, карбидостабилизирующих, сферодизирующих модифицирующих добавок – стабильность получения заданной структуры и свойств в чугунных отливках.
Каждый вид модифицирующей добавки имеет свою рациональную и оптимальную область применения. При этом при выборе модификатора необходимо учитывать технологию обработки расплава ими (режимы, способы введения модификаторов в расплав чугуна), а также теплофизические, химические свойства модифицирующих добавок, их количество, гранулометрический состав и т.п.
Технические специалисты компании ООО «УКРФАВОРИТ» могут предоставить консультацию по анализу, выбору или рекомендациям необходимого вида модифицирующей добавки в зависимости от заданной структуры и свойств, которые необходимо получать в чугунных отливках разной номенклатуры.
Приглашаем к плодотворному сотрудничеству заинтересованные предприятия, организации, фирмы литейной отрасли.
Как с нами связаться?
Напишите нам: info@ukrfavorit.com.ua
Позвоните: 0800 33 92 85 (бесплатно).
Сканируйте QR-код и присоединяйтесь к нашим соцсетям!
Вместе мы двигаем индустрию вперед!
Телефон:
+38 (067) 333-92-85
+38 (066) 333-92-85
+38 (044) 333-92-85
Пресс-служба «Укрфаворит»
