169341. lajstromszámú szabadalom • Komplex modifikátor
5 169341 6 A találmány szerinti ötvözetben a ritka földfémek mellett kis mennyiségű magnézium és több kalcium van jelen, ami lehetővé teszi a modifikátor alkalmazását viszonylag magas (mintegy 0,15 súly%) kéntartalmú öntöttvasak modifikálására, viszonylag kis mennyiségű modifikátor felhasználásával, csökkentett vagy teljesen kiküszöbölt láng- és füstképződés mellett. A találmány szerinti modifikátor segítségével kemény réteg és zárvány nélküli öntöttvas állítható elő. Az így előállított öntvények fizikai-mechanikai tulajdonságai, különösen szilárdságuk, nyúlásuk, ütőmunkájuk és fajlagos csillapításuk, valamint kopásállóságuk igen kedvezőek. A kemény réteg nélküli öntvények előállítása, azaz a hőkezelés, iletve a másodlagos modifíkálás fölöslegessé válása jelentős mértékben csökkenti a gömbgrafitos öntöttvas előállítási költségeit. A hivatkozott amerikai szabadalmi leírásban ismertetett modifikátorral szemben, a találmány szerinti modifikátor alkalmas nem csupán kis kéntartalmú öntöttvasak, hanem acél, villamos-, kúpoló- vagy egyéb kemencében előállított nyersvas modifikálására. A modifikálandó olvadék kéntartalma nem kell 0,15 súlyánál kisebb legyen és az olvadék túlhevítését nem szükséges 1450 C fölötti hőmérsékleten végezni. A találmány szerinti modifikátor alkalmazásakor a magnézium, kalcium és a ritka földfémek hatékonysága az ismert modofikátorokénak mintegy 1,5-2-szerese. A jelenleg alkalmazott modifikátorokkal - mint mondottuk -viszonylag nagy kéntartalmú nyersvas kezelése, a jelentős felhasználási igény és a teljes keresztmetszetben történő gömbgrafitosítás megoldatlansága miatt, gyakorlatilag megoldhatatlan. A találmány szerinti modifikátorral viszont például ausztenites öntöttvas kezelése esetén a nyúlási értékek a nikkel-magnézium ligatúrával elérhető értékek 1,5-2-szeresére emelkednek. Szénacélok és ötvözött acélok kezelése esetén a szakítószilárdság és a rezgési igénybevétel mintegy 10-30%-kal növekszik, a nyúlási értékek pedig (fajlagos nyúlás, ütőmunka, kontrakció) ugyancsak 1,5-2-szeres értékre növekednek. A találmány szerinti modifikátorral kezelt öntöttvasak pórusossága sokkal kisebb, mint az ismert modifikátorokkal és ligatúrákkal kezelt öntöttvasaké. Ez lehetővé teszi az öntési tuskók jóval kisebb anyagmennyiségből történő előállítását, minthogy a felöntések, illetve a lefejeléskor eltávolított darabok nagysága jelentős mértékben csökken. A találmány szerinti komplex modifikátor célszerűen tartalmaz 0,1-17 súly% bórt, vanádiumot, mangánt, molibdént, nikkelt, rezet és krómot, illetve ezek tetszőleges kombinációját a fenti határok között. Ezek az adalékanyagok a találmány szerinti modifikátornak az olvadékba történő bevitelét könnyítik meg, illetve segítségükkel különleges tulajdonságok (például kopásállóság vagy korrózióállóság) érhetők el. Bór és vanadium együttes alkalmazása lehetővé teszi acélok nyúlási értékeinek növelését, a magrész szemcsefinomítását és az öntési felkeményedés hatásának kiegyenlítését az öntvény teljes keresztmetszetében. A bórtartalmú komplex modifikátor hatásmechanizmusa kétféle irányban befolyásolja a folyamatot. Egyrészt túlhűtést és ennek következtében a rendszer szabad energiájának megváltoztatásával járó kristályosodást ered-5 ményez, kristályosodási csírák létrehozásával, másrészt a modifikátor mangán, molibdén, nikkel, réz és króm összetevői raffináló és ötvöző hatást fejtenek ki, és ezzel a kezelt öntöttvas vagy acél szilárdságát 1,2-1,5-szörösére, nyúlási értékeit 10 1,3-1,7-szeresére növelik. A fenti elemek ezen kívül beépülnek a kezelt alapfém rácsszerkezetébe és növelik (ferrit-perlites alapszerkezet helyett perlites öntöttvas kialakításával) a kopásállóságot és (szemcsefinomító és mikroötvöző hatásukkal) a 15 korrózióállóságot. A fentiek hatására javulnak az öntöttvas csillapítási tulajdonságai, azaz a kapott öntöttvas fokozott rezgést tud elviselni, minthogy a grafitzárványok szemcsenagyságát csökkentik, számukat viszont növelik. A találmány szerinti modi-2o fíkátor fajsúlya 0,3—1,7 g/cm3 értékre növelhető, amelynek következtében a fémfürdőbe történő bevezetésük leegyszerűsödik. Ugyanakkor növekszik a komplex modifikátor összetevőinek hatékonysága, minthogy a magnézium-kalcium és ritka földfém 25 veszteség a láng- és füstképződés csökkentésével csökken. A találmány szerinti komplex modifikátor tartalmazhat 0,01—17súly% alumíniumot. Az alumínium igen erős dezoxidáló anyag, és 30 alkalmazásával a modifikátor dezoxidáló hatása jelentősen fokozható. így a vas-karbon ötvözetek oxigéntartalmát csökkentő egyéb összetevők mennyisége csökkenthető. A találmány szerinti komplex modifikátor egy 35 kiviteli alakja szerint ötvözetként kerül felhasználásra. Felhasználható azonban a modifikátor egyszerű keverék formájában is. A legjobb eredmények a modifikátornak ötvö-40 zetként történő felhasználásával érhetők el. A komplex modifikátor ötvözet formában történő előállítása azonban számos esetben komoly nehézségekkel jár. A keverékként felhasznált modifikátor állhat az 45 egyes alkotó keverékéből, de elő lehet állítani az összetevők egy részéből készült ötvözet és a többi összetevő keverésével. A felhasználás célszerűen brikett alakban történik. A brikettálás általában valamely kötőanyag, például vízüveg segítségével tör-50 ténik, és előállítható a brikett kötőanyag nélkül is, pusztán préseléssel. A mechanikus keverékként előállított modifikátor brikettálása lehetővé teszi a mechanikus keverék jó hatékonyságú felhasználását gömbgrafitos öntöttvas előállításánál, minthogy 55 nem különálló elemekből összetevődő anyagot kell az olvadékba juttatni, hanem kompakt egységeket. Általában a találmány szerinti modifikátor hatékonysága ötvözet formájában 1,1-1,4-szerese a mechanikus keverék formában bevitt modifikátor 60 hatékonyságának. Mechanikus keverékeket általában kis darabszámú termék gyártásánál célszerű alkalmazni, amikor például valamilyen különleges tulajdonságú öntöttvasból készült néhány alkatrészt kell előállítani. Ilyen lehet fokozott kopásállóságú vagy 65 megnövelt nyúlási értékű anyagok előállítása. 3
