Разработка технологии получения компактированных модификаторов черного литья

Подробное описание проекта

В настоящее время модификаторы применяют в виде гранул, таблеток и в виде порошков. Применение модификатора в виде таблеток не позволяет добиться равномерного распределения модификатора в объеме чугуна и тем самым снижается эффективность использования модификатора.  Но в то же время, применение модификатора в виде порошка так же не позволяет добиться равномерного распределения модификатора, так как порошок не проникает в объем, а остается на поверхности чугуна и требуются существенные дополнительные затраты на оборудование для распределения модификатора в объеме расплава.
Более того, введение порошка в расплав металла в заводских условиях является сложной технологической операцией, так как сопровождается загрязнением воздушной среды рабочей зоны плавильных агрегатов и зоны разливки, потерей некоторой части модификаторов, ухудшением эффективности модифицирования, в связи с чем целесообразно компактировать дисперсный материал, не нарушив при этом его химический состав и параметры гранулометрии.
Преимущества для металлургических предприятия при применении разработки заключается в следующем:
-Существенное снижение литейного брака (трещин, пор, плен) за счет улучшения качества отливок, технологических и физико-механических свойств при модифицировании;
-Экономию электроэнергии, воды, шихтовых материалов за счет повышения годных отливок;
-Снижения стоимости модифицирования за счет использования недорогих и недефицитных легирующих компонентов(руд и отходов горнорудных производств);
-Сохранение существующей технологии выплавки сплавов;
-Соответствие современным экологическим требованиям.
Научная новизна предлагаемых в проекте решений заключается в том, что разработанный способ модифицирования основан на легировании чугунов на микроуровне (микролегирование) в момент их кристаллизации. При введении сильных карбидообразователей в матрице металла образуются высокопрочные дисперсные частицы типа Ti(Nb)C, которые распределяются равномерно и способствуют существенному сопротивлению движению дислокаций. Одновременно они обедняют матрицу по углероду, что фиксируется уменьшением параметра решетки твердого тела. И вследствие всех вышеперечисленных факторов происходит гомогенизация  структуры металла. Таким образом,  в отличие от лигатур и ферросплавов, которые вносят отдельное свойство, оказывается влияние на процесс формирование зерен чугуна, что, в конечном счете, положительно сказывается на свойствах сплава в целом.
Использование технологии компактирования дисперсных материалов позволяет компактировать порошковый материал, не нарушив при этом его химический состав и параметры гранулометрии, что обеспечивает глиоксальсодержащий компактификатор. Удаление компактификатора происходит непосредственно в расплаве и обеспечивается равномерное распределение частиц модификатора в расплаве, сохранение механизма взаимодействия модификатора с металлом. Еще одним преимуществом является то, что одновременно глиоксальсодержащий компактификатор компенсирует влияние модификатора на содержание углерода в стали.

Модификаторы представляют собой высокодисперсный порошок, состоящий из оксидов d-металлов, которые при попадании в расплав способствуют агрегации примесей и значительному повышению физико-механических свойств изделий.

Степерь проработки проекта: НИР

Развитие проекта:

проведение испытаний

Детали предложения

Разработка требует проведения промышленных испытаний на металлургических заводах и поиск промышленного партнера для внедрения на рынок

Наличие защиты результатов интеллектуальной деятельности