Ферросиликомагний ТУ 14-5-134-05 — модификатор для высокопрочного чугуна
Ферросиликомагний ТУ 14-5-134-05 — лигатура, предназначенная для сфероидизирующей обработки расплавов чугуна при производстве высокопрочного чугуна с шаровидным графитом (ВЧШГ). Продукция выпускается по техническим условиям ТУ 14-5-134-05, которые регламентируют химический состав, гранулометрию и допустимые отклонения по содержанию примесей. Материал поставляется в виде дробленых кусков неправильной формы с контролируемым фракционным составом, что обеспечивает стабильное усвоение магния в ковшевой обработке.
Основное назначение ферросиликомагния ТУ 14-5-134-05 — ввод магния в жидкий чугун для получения шаровидной формы графита в структуре отливки. Магний, обладая высоким сродством к сере и кислороду, рафинирует расплав и формирует условия для кристаллизации графита в виде сфероидов. Кремний, входящий в состав лигатуры, компенсирует потери элемента при модифицировании и способствует ферритизации металлической матрицы. Содержание магния в сплаве варьируется в пределах 8–12%, что позволяет подбирать режим обработки под конкретные условия плавильного участка.
Химический состав и технологические характеристики
Химический состав ферросиликомагния ТУ 14-5-134-05 нормируется по содержанию магния, кремния, кальция, а также ограничивается по примесям — алюминию, титану, меди и фосфору. Контроль примесей критичен для предотвращения образования дефектов графитизации и стабилизации механических свойств отливок. Типовые пределы содержания элементов приведены в таблице.
| Элемент | Массовая доля, % | Назначение | Метод контроля | Типичное значение |
|---|---|---|---|---|
| Mg | 8–12 | Сфероидизация графита | Титриметрия | 10,5 |
| Si | 40–48 | Раскисление, ферритизация | Гравиметрия | 45,0 |
| Ca | 1,5–3,5 | Стабилизация усвоения Mg | Атомно-абсорбционная спектрометрия | 2,5 |
| Al | 1,5 | Ограничение примеси | Спектральный анализ | 0,8 |
| Ti | 0,5 | Ограничение примеси | Спектральный анализ | 0,2 |
Гранулометрический состав поставляемой лигатуры подбирается в зависимости от способа ввода: для обработки в ковше с применением погружного колокола используют фракции 5–25 мм, для инжекционной подачи в струе азота — 0,5–3 мм. Плотность материала составляет 5,2–5,8 г/см, температура плавления — 1080–1200 C, что обеспечивает растворение лигатуры в расплаве при температурах обработки 1420–1480 C.
Применение в литейном производстве
Ферросиликомагний ТУ 14-5-134-05 применяется в литейных цехах при производстве отливок ответственного назначения:
- корпусные детали насосного и компрессорного оборудования, работающие под давлением до 16 МПа;
- коленчатые валы, ступицы и тормозные диски для автомобильной и тракторной техники;
- корпуса редукторов и элементы станочного оборудования, испытывающие циклические нагрузки;
- трубопроводная арматура — задвижки, вентили, обратные клапаны для магистральных трубопроводов;
- детали горнодобывающей техники — брони, изнашиваемые элементы дробилок и мельниц.
Расход лигатуры при ковшевой обработке составляет 1,2–2,0% от массы металла в зависимости от исходного содержания серы в чугуне и требуемой остаточной концентрации магния (0,03–0,06%). Для снижения пироэффекта и повышения усвоения магния рекомендуется применять лигатуру совместно с ферросилицием ФС75 в качестве инокулятора на выпуске или в струе при заливке форм.
Условия хранения и ввода
Лигатура гигроскопична — при контакте с влагой на поверхности частиц образуется гидроксид магния, что при вводе в расплав вызывает интенсивное парообразование и выбросы металла. Хранение ферросиликомагния ТУ 14-5-134-05 должно осуществляться в закрытых складских помещениях при относительной влажности не выше 60%. Перед применением партии с признаками увлажнения подлежат просушке при температуре 150–200 C в течение не менее 2 часов. Ввод лигатуры выполняется при температуре расплава не ниже 1450 C с выдержкой в ковше 3–7 минут для полного растворения и гомогенизации.
Вопросы и ответы
Какая фракция ферросиликомагния ТУ 14-5-134-05 оптимальна для обработки в ковше?
Для ковшевой обработки с применением погружного колокола или сифонной заливки используют фракцию 5–25 мм. Более мелкие частицы (0,5–3 мм) предназначены для инжекционных методов подачи, где требуется быстрое растворение в потоке газа-носителя.
Какой остаточный магний должен быть в чугуне после модифицирования?
Остаточное содержание магния в отливках из ВЧШГ должно составлять 0,03–0,06%. При меньших значениях графит не полностью сфероидизируется, при больших — возрастает склонность к отбелу и образованию карбидов в тонких сечениях отливки.
Влияет ли содержание серы в исходном чугуне на расход лигатуры?
Да, сера активно связывает магний, поэтому при содержании серы выше 0,02% требуется увеличить расход лигатуры. Ориентировочно на каждые 0,01% серы сверх нормы расход возрастает на 0,1–0,15% от массы металла.
Допустимо ли хранить ферросиликомагний ТУ 14-5-134-05 на открытых площадках?
Не рекомендуется. Влага, попадающая на поверхность лигатуры, приводит к образованию гидроксида магния и при последующем вводе вызывает выбросы расплава. Хранение должно быть организовано в сухом отапливаемом помещении или в герметичной таре.
