Использование сфероидизирующей «чипс»-лигатуры на основе меди, содержащей наноразмерные частицы оксида иттрия, для высокопрочного чугуна

Abstract

Особенностью технологии получения высокопрочных чугунов является применение при внепечной обработке различных лигатур, содержащих в своем составе магний. В практике литейного производства широкое распространение получили сфероидизирующие лигатуры на основе ферросилиция (типа ФСМг) и «тяжелые» лигатуры на основе меди и никеля. При этом актуальным является вопрос повышения их эффективности за счет повышения степени усвоения магния, снижения удельного расхода присадки и минимизация пылегазовых выбросов в процессе сфероидизирующей обработки жидкого чугуна. Один из путей решения данной проблемы – использование лигатур в компактной форме, при которой процесс ее растворения протекает эффективнее, например, быстроохлажденный гранулированный либо «чипс»-модификаторы. Цель настоящей работы – исследование особенностей получения и применения «чипс»-лигатуры на основе меди и магния с добавками оксида иттрия. При этом использовали принцип механотроники, включающий брикетирование компонентов лигатуры после их перемешивания с последующим высокоскоростным ударно-механическим воздействием и получением пластин толщиной 1–2 мм. Сфероидизирующая обработка жидкого металла производилась ковшевым методом с использованием «чипс»-лигатуры в количестве 0,8%. Вторичное графитизирующее модифицирование не проводили. Исследования показали, что при сфероидизирующей обработке высокопрочного чугуна разработанной лигатурой процесс взаимодействия магния с жидким расплавом протекает стабильно без существенного пироэффекта и выбросов металла за пределы ковша. При этом формируется структура шаровидного графита правильной формы (ШГф5). Наличие в лигатуре оксида иттрия оказало положительное влияние как на количество включений шаровидного графита, так и склонность высокопрочного чугуна к отбелу. По механическим свойствам полученный сплав соответствует марке ВЧ60.