169341. lajstromszámú szabadalom • Komplex modifikátor
3 169341 4 vábbi hátránya, hogy a magas kéntartalom következtében a gömbgrafitos öntés egyik jellemző hibáját nem tudja megszüntetni. Ez a jelenség az oxides szulfidzárványok fellépése, amely az öntvény fizikai-machanikai tulajdonságait jelentősen befő- S lyásolja. A kis kalciumtartalommal ezzel szemben nem teszi lehetővé a modifikátornak az ötvözetek kéntelenítésére és dezoxidálására történő felhasználását. Ugyanígy nem alkalmazhatók, a magas magnézium- és alacsony kalciumtartalom követkéz- 10 tében, a fenti modifikátórok szénaoélok és komplex acélok modifikálására. Az említett USA szabadalmi leírás'értelmében mintegy 0,01-0,03 súly% kalciumot adnak a nyersvashoz. Ilyen mennyiségű kalciummal azonban rendkívül kevés kén távolít- 15 ható el. Kúpolókemencében olvasztott nyersvasban gömbszemcsés grafit kialakításához jelentős mennyiségű kenet (0,05% fölött), oxigént és káros szennyezőket kell közömbösíteni. Kéntelenítőként ekkor az igen drága alkotóelemek, nevezetesen a 20 magnézium és a ritka földfémek működnek. Ez azt jelenti, hogy a gömbgrafitos nyersvas előállításához igen nagy mennyiségű drága alkotóelem szükséges, ami természetesen jelentős mértékben megnöveli az előállítási költségeket. 25 Az említett modifikátor alkalmazását az a körülmény is kétségessé teszi, hogy az öntöttvas hőmérséklete nem süllyedhet modifikáláskor 1480 C alá, ugyanakkor viszont a grafit gömbszemcséssé alakítása a legjobban 1450 C alatti hőmérsékleten vé- 30 gezhető el. Nyersvas előállítása 1480C feletti hőmérsékleten egyébként a kúpolókemencében és hasonló berendezésekben jelenleg igen komoly technikai nehézségeket okoz. Ismert 30 súly% magnéziumból, 20súly% kai- 35 ciumból, 40 súly% szilíciumból, 2,5 súly% alumíniumból, 0,5 súly% mangánból és 7 súly% vasból álló modifikátor is (2207 számú japán szabadalmi leírás). Minthogy ez a modifikátor is nagy mennyiségű magnéziumot tartalmaz, hasonló hátrányokkal 40 rendelkezik, mint az előbb említett modifikátor. Ritka földfémeket nem tartalmaz, így gömbgrafitos öntöttvas előállítására nem alkalmas, arzént, bizmutot vagy titánt tartalmazó anyagok esetén. Nagyobb falvastagságú (120 mm feletti) öntvényeknél 45 gyakorlatilag kizárt ennek segítségével gömbgrafitos szerkezet kialakítása az öntvény teljes keresztmetszetében. Nagy magnéziumtartalmuk következtében ugyanilyen hátránnyal rendelkeznek az ismert 50 Mg-Ca-Ni-FeSi (összetétel: 15 súly % Mg, 15súly% Ni, 45súly% FeSi és 10súly% Fe), Mg-Cu-SiCa (összetétel: 12-20 súly% M, 20 súly% Cu, 60-68 súly% SiCa), Mg-SiCa-FeSi (összetétel: 12súly% Mg, 38súly% SiCa és 50súly% FeSi) 55 modifikátórok. Elterjedten alkalmaznak gömbgrafitos öntöttvas előállításához modifikátorokat ligatúra alakban. Ilyenek például a Mg-Si-Fe, Mg-Ni, Mg-Cu, Mg-Si-Fe-Ce és Mg-Ni-Ce modifikátórok. Ezek hát- 60 rányai a következők. - Alkalmazásuk esetén felkeményedett réteg áll elő, amely csak hőkezeléssel vagy úgynevezett másodlagos modifikálással szüntethető meg. 65 - Alkalmazásuk robbanásszerű iángképződéssel és 7 súly%-nál nagyobb mennyiségű magnéziumot tartalmazó Mg-Si-Fe, Mg-Ni és Mg-Cu (Ce nélküli) ligatúrák esetén intenzív fröcsköléssel jár. - Az említett modifikátórok alkalmazásakor gömbgrafitos öntöttvas gyártásánál zárványok képződnek. Felhasználásukkor a kiindulási anyagot fokozottan kell kénteleníteni, különleges közeggel (például kriolit) kell utókezelést végezni és a forgácsoló megmunkálás során nehézségekkel kell számolni. - Modifikálás után, a fenti modifikátórok alkalmazása esetén az öntöttvas fokozott zsugorodási hajlamot mutat. Ezért ilyen esetekben pórus- és lunkermentes öntvények előállításához komplikált berendezések szükségesek. - Az öntvény teljes keresztmetszetében még különlegesen nagy mennyiségű modifikátor alkalmazása esetén sem feltétlenül sikerül gömbgrafitos szerkezetet kialakítani. - Szénacélok és komplex acélok kezelésére ezek a modifikátórok alkalmatlanok, minthogy a raffináló és gáztalanító hatású kalcium hiányzik belőlük. - Rendkívül kis mértékben alkalmasak a felsorolt modifikátórok ferrites vagy ausztenites, nagy szilárdságú szürkeöntvény előállítására. A magnéziumnak mint modifikátornak a hátrányai általában ismeretesek. Nem kielégítő az elérhető eredmény a 15 súly% magnéziumból és 85 súly% vasporból készített brikett felhasználása esetén sem. Ritka földfémeknek vas-cérium-magnézium és cérium-lantán-vas ötvözetek formájában történő felhasználása sem biztosít megfelelő eredményt gömbgrafitos öntöttvas előállításánál.. A japán gyakorlatban alkalmaznak kis magnéziumtartalmú (kb. 3 súly%) szilikokalciumot, valamint magnézium- és ritka földfém-fluoridokat modifikátorként. Ezek az eljárások azonban a nagy kéntartalmú, kúpolókemencében olvasztott öntöttvas és acél kezelésére alkalmatlanok. Még kis kéntartalmú öntöttvasaknál sem állítható elő gömbgrafit az ilyen modifikátórok segítségével, vastagabb falú öntvények teljes keresztmetszetében. Célunk a jelen találmánnyal olyan komplex modifikátor kialakítása, amely fokozott raffináló, gömbszemcseképző és modofikáló hatással rendelkezik és amellyel ily módon a kezeléshez szükséges modifikátor-mennyiség csökkenthető. Olyan modifikátort kívántunk előállítani, amellyel a kezelt nyersvas kemény réteg kialakulása nélkül történő kristályosodása érhető el, zárvány- és lunkerképződés nem lép fel, a kezelt ötvözetek pedig javított fizikai-mechanikai tulajdonságokkal, finomszemcsés szerkezettel és (alacsony hőmérsékleten is) jó alakíthatósággal rendelkeznek. A kitűzött feladatot úgy oldjuk meg, hogy a találmány szerinti ötvözet összetétele a következő: 2,1 - 9,0 súly% 4,1 -22,0 súly% 0,01-25,0 súly% 5,0 -25,0 súly% maradék magnézium kalcium legalább két ritkaföldfém vas szilícium 2
