Ферросиликомагний ФСМг-7: состав и назначение
Ферросиликомагний ФСМг-7 — лигатура для модифицирования чугуна, обеспечивающая сфероидизирующую обработку расплава при производстве высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ). Марочный состав регламентируется ГОСТ 14896-84 и характеризуется содержанием магния в пределах 6,5–8,0 %, что определяет его применение в литейных цехах с классической технологией ковшевого модифицирования.
Основное назначение ФСМг-7 — введение магния в жидкий чугун для изменения формы графитовых включений с пластинчатой на шаровидную. Магний в составе лигатуры снижает поверхностное натяжение расплава и способствует кристаллизации графита в сфероидальной форме, что повышает механические свойства отливок: предел прочности при растяжении достигает 400–800 МПа в зависимости от марки чугуна и последующей термической обработки.
Химический состав и технологические параметры
Химический состав ферросиликомагния ФСМг-7 нормируется по содержанию кремния (45–55 %), магния (6,5–8,0 %), кальция (до 2,0 %) и редкоземельных металлов (до 1,5 %). Остаточное содержание примесей — фосфора и серы — ограничено верхними пределами 0,05 % и 0,03 % соответственно. Кальций и РЗМ в составе лигатуры выполняют функцию стабилизаторов процесса модифицирования, снижая пироэффект и улучшая усвоение магния расплавом.
Гранулометрический состав ФСМг-7 поставляется в нескольких фракциях: 5–20 мм для ковшевого модифицирования, 0,5–5 мм для вдувания в струе азота и 20–100 мм для загрузки в реакционные камеры. Выбор фракции определяется типом обрабатывающего оборудования и массой металла в ковше.
Применение в литейном производстве
Ферросиликомагний ФСМг-7 используется при производстве отливок ответственного назначения для следующих отраслей:
- автомобилестроение — коленчатые валы, ступицы, тормозные суппорты;
- железнодорожный транспорт — корпуса букс, детали тележек грузовых вагонов;
- энергетическое машиностроение — корпуса насосов, арматура трубопроводов;
- горнодобывающее оборудование — бронеплиты, изнашиваемые детали дробилок;
- станкостроение — станины, направляющие, корпусные детали.
Расход лигатуры при ковшевом модифицировании составляет 1,2–2,0 % от массы обрабатываемого металла. Температура расплава перед введением ФСМг-7 должна находиться в интервале 1420–1480 C, что обеспечивает полное растворение магния и равномерное распределение его по объему ковша. Продолжительность выдержки после модифицирования — 5–10 минут, после чего расплав готов к заливке.
Преимущества использования ФСМг-7
Применение ферросиликомагния ФСМг-7 обеспечивает стабильное получение структуры чугуна с шаровидным графитом при минимальном разбросе механических свойств по сечению отливки. Лигатура характеризуется равномерным распределением магния по объему куска, что исключает локальные пересыщения расплава и связанные с ними дефекты — отбел и усадочные раковины.
| Параметр | ФСМг-7 | ФСМг-5 | ФСМг-9 | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля Mg, % | 6,5–8,0 | 4,5–6,0 | 8,5–10,0 | ГОСТ 14896-84 |
| Массовая доля Si, % | 45–55 | 45–55 | 45–55 | ГОСТ 14896-84 |
| Массовая доля Ca, % | 0,5–2,0 | 0,5–2,0 | 0,5–2,0 | ГОСТ 14896-84 |
| Фракция, мм | 5–20 | 5–20 | 5–20 | Сита |
| Температура обработки, C | 1420–1480 | 1400–1460 | 1440–1500 | Термопара |
Ферросиликомагний ФСМг-7 поставляется в стальных барабанах или мягких контейнерах типа МКР с полиэтиленовым вкладышем. Хранение лигатуры должно исключать контакт с влагой — попадание воды в расплав при модифицировании вызывает выбросы металла и снижение усвоения магния. Перед использованием рекомендуется подогрев лигатуры до 80–120 C для удаления адсорбированной влаги.
Вопросы и ответы
Чем отличается ФСМг-7 от ФСМг-5?
Основное отличие — содержание магния: в ФСМг-7 оно составляет 6,5–8,0 %, в ФСМг-5 — 4,5–6,0 %. Более высокая концентрация магния позволяет снизить расход лигатуры при модифицировании и уменьшить объем шлака, образующегося в ковше.
Какая фракция ФСМг-7 оптимальна для ковшевого модифицирования?
Для обработки расплава в ковше вместимостью 1–10 т применяется фракция 5–20 мм. Крупные куски 20–100 мм используются в реакционных камерах и автоклавах, мелкая фракция 0,5–5 мм — для вдувания в расплав через погружную фурму.
Какой расход ФСМг-7 требуется для получения ВЧШГ?
Расход зависит от исходного содержания серы в чугуне и требуемой остаточной концентрации магния (0,03–0,06 %). При содержании серы до 0,02 % расход составляет 1,2–1,5 % от массы металла, при повышенной сернистости — до 2,0 %.
Какие дефекты возникают при недостаточном количестве ФСМг-7?
При дефиците магния в расплаве графит кристаллизуется в вермикулярной или пластинчатой форме, что снижает прочность отливок на 30–50 %. Также возможно образование структурно-свободного цементита в тонких сечениях отливки.
