+ All Categories
Home > Documents > Principiul modificarii fontei

Principiul modificarii fontei

Date post: 10-Jul-2015
Category:
Upload: gradinaru-catalin
View: 532 times
Download: 1 times
Share this document with a friend

of 37

Transcript

Cap. I 1.Principiul modificrii fontei n formModificarea fontei n form reprezint grupa de tehnici de introducere a modificatorului in fonta lichid ce realizeaz perioada de timp cea mai mic dintre momentul modificrii i momentul nceperii cristalizrii fontei. Exist ins dezavantaje ce determin msuri speciale pentru a le elimina sau pentru a diminua efectele negative ,aceste dezavantaje fiind urmtoarele (cele mai importante); - fonta ce ptrunde n form conine i produii interaciunii chimice dintre modificator i fonta lichida, produsi (incluziuni nemetalice) ce trebuie s fie reinui in reeaua de turnare s nu fie antrenai n cavitatea formei (este vorba despre icluziunile nemetalice endogene de dimensiuni mari). - dac modificarea se realizeaz n reeaua de turnare, fonta lichid nu se modific n mod uniform de-a lungul ntregii perioade de turnare. n principiu, fonta ce ptrunde la nceput n reeaua de turnare se modific mai mult dect fonta ce ptrunde n reeaua de turnare nspre finalul turnarii; - in principiu, modificarea n form are o tendin de mrire a proporiei de ferit n structur ceea ce contravine scopului ca matricea metalic s fie in totalitate perlitic pentru fonta cu grafit lamelar modificat.

Pe lng avantajul principal prezentat anterior se mai remarc i avantajele urmatoare : - se mrete gradul de asimilare al modificatorilor; - se micoreaz dimensiunile separarilor de grafit; - se reduce riscul de albire al fontei; - fontele se obin cu caracteristici mecanice de rezisten superioare. Exist 3 modaliti de introducere a modificatorului in fonta lichid, acestea fiind urmatoarele: - introducerea modificatorului n jetul de font sau pe jetul de font la turnarea acesteia in oala de turnare; - introducerea modificatorului n bazinul de turnare al formei .Dup amplasarea modifcatorului urmeaz turnarea. Deoarece modificatorul are greutatea specific mai mic dect cea a fontei lichide va pluti in bazinul de turnare ,in locaul modificatorului din bazinul de turnare. - introducerea modificatorului de-a lungul reelei de turnare ,n locauri denumite camere de reacie . Camera de reactie poate fi amplasat la baza piciorului de turnare dup care se amplaseaz un filtru ceramic ca in fig.1(o asemenea tehnologie de modificare determin apariia n structur a feritei.

Fig.1 Schema modificrii fontei n form constnd n amplasarea modificatorului la baza piciorului de turnare. 1 2 3 4 5 6 - picior de turnare; camera de reacie; - canal de alimentare; - camera de omogenizare; modificator; - filtru ceramic.

Ca elemente chimice modificatoare se utilizeaz Mg, Ca, Y, La i Ce n cazul pieselor cu perei groi i subiri sau obinute n forme cu amestec de formare i metalice , n cazul n care cantitatea de S si O din font este mare i Li, Mg, Ca, Sr, Ba, Y, La, Ce i Th n cazul pieselor cu perei groi sau obinute n forme cu amestec de formare sau Li, Na, Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Cd, Th, Sn, Al, Y n cazul pieselor cu perei subiri sau obinute prin turnare in forme metalice, ultimele dou grupe de elemente modificatoare pretndu-se pentru modificarea fontelor ce conin cantiti foarte mici de S i O.

Cap. II Stadiul actual al cercetrii privind obinerea fontei cu grafit nodular prin modificarea n form2.1. Consideraii generaleFonta cu grafit nodular este fonta cenuie ce conine n cmpul vizual al microscopului minimum 80% grafit de form v sau VI conform ISO 945. Fonta cu grafit nodular este reglementat de SR ISO 1083 i cuprinde 9 mrci, acestea fiind urmatoarele: 900-2; 800-2; 700-2; 6003; 500-7; 450-10; 400-15; 400-18 i 350-22 (prima cifr are semnificaia rezistenei la traciune minim, exprimat n N/mm2 iar cea de-a doua cifr are semnificaia alungirii la rupere minima ,exprimata in %).Aceast clasificare a fontei cu grafit nodular are n vedere caracteristicile obinute din epruvete prelevate din probe turnate separat de piese.

Matricea metalic variaz de la bainia sau martensia de revenire (900-2), la perlita sau structura de revenire (800-2), perlita(700-2), perlita in majoritate i ferita (600-3), ferita n majoritate i perlita (5007) i ferita (marcile 450-10; 400-15; 400-18 i 350-22). Duritatea fontei cu grafit nodular variaz de la 280360 HB (9002) la 245335 HB(800-2), 225305HB (700-2), 190270 HB(600-3), 170230 HB(500-7).160210(450-10).130180 HB(400-15 si 400-18) i maximum 150 HB(350-22). Energia minim de rupere prin oc, determinate pe epruvete turnate separat de piese i cu cresttura n V este de 14 joule la temperatur ambianta (400-18), 12 joule la temp. de -20C (400-18), 17 joule la temperatura ambiant (350-22) i 22 joule la temperaturi de -40C (350-22). Fonta ce se supune modificrii este eutectic sau chiar hipereutectic i se caracterizeaz prin aceea c nceputul cristalizrii eutectice A i sfritul cristalizrii eutectice B se afl ntre temperatura eutectic de echilibru stabil i temperatura eutectic de echilibru metastabil, n apropierea temperaturii eutectice de echilibru stabil. Dup modificare, din cauz c majoritatea modificatorilor sunt anti grafitizani, fonta se obine pestri iar nceputul cristalizrii eutectice se afl deasupra temperaturii eutectice de echilibru metastabil i sub temperatura eutectic de echilibru stabil iar sfritul cristalizrii eutectice se afl sub temperatura eutectic de echilibru metastabil. Drumul parcurs de font prin modificare reiese i din fig.2 (modificare cu elemente chimice antigrafitizante). Astfel, daca fonta, nainte de modificare are o matrice metalic feritoperlitic i grafit lamelar, dup modificare, adic la finalul perioadei m fonta este pestri matricea metalic este perlitic, grafitul este nodular i n structur se afl i cementita liber. n timpul meninerii n stare lichid dup modificare si nainte de inoculare se micoreaz cantitatea de cementit liber, se mrete cantitatea de grafit iar numrul de noduli de grafit rmne constant. Prin inoculare, are loc o micorare a cantittii de cementit liber pn la dispariia ei, o mrire a cantitii de grafit i o mrire a numrului de noduli de grafit, matricea metalic, devenind din nou, de exemplu, feritoperlitic (carbonul legat scade sub carbonul eutectoid). Fonta cu grafit nodular se obine prin modificare n 2 etape, acestea fiind urmatoarele: - etapa I, denumit i etapa de modificare nodulizant sau chiar etapa de modificare propriu- zis. n urma acestei etape se obine o fonta pestri cu grafit nodular; - etapa a II-a, denumit i etapa de postmodificare grafitizant sau etapa de inoculare. n urma acestei etape fonta pestri cu grafit nodular se transform n font cenuie cu grafit nodular cu un numr mai mare de noduli de grafit dect avea fonta pestri cu grafit nodular.

n cazul n care modificatorul conine att elemente chimice modificatoare nodulizante pentru grafit ct i elemente chimice inoculante (grafitizante), cele dou etape ale modificrii se contopesc ntr-o etap. Pentru prima dat fonta cu grafit nodular a fost obinut n mod organizat i oficial de ctre K.D.Millis, A.P.Gagnebin i N.B.Pilling, de la societatea Nickel-Company, din S.U.A., care au obinut un brevet de invenie n acest sens n anul 1949, fonta cu grafit nodular obtinnduse prin modificare cu magneziu (fonta, dupa modificare, a coninut 0,04%Mg) . n perioada anilor 1947-1950 au avut loc preocupri de pionierat n domeniul obinerii fontei cu grafit nodular, remarcndu-se C.K.Donoho din Birminghan (Anglia), Meanwhile,-morrogh i Williams de la B.C.I.R.A. (Anglia), Millman, Grigorici i Vacenko de la T.N.I.I.T.M.A.S. (Rusia) iar mai trziu remarcndu-se Laurentie Sofroni de la Universitatea Politehnica Bucuresti etc. Grafitul se obine nodular prin modificarea fontei cu Mg, Ce, Y, Ca, Li, Na i elementele din grupa pmnturilor rare, ca atare, sub form de feroaliaje, prealiaje i sruri (MgCl2, KCl, NaCl, MgFe2, CaF2, BaF2, LaF2, CeF2, YF2 n amestec cu silicocalciu-calciul, prin combinarea chimic cu clorul, elibereaz elementele chimice modificatoare ce difuzeaz n baia metalic ,modificnd-o). Elementele modificatoare se introduc n fonta lichid n proporie de 0,10,5%. Grafitul cristalizeaz n sistemul hexagonal, clasa dihexagonal, bipiramidal, grupa spaial C6/mmc. Celula elementar are parametrii urmtori: a=2, 4; c=6, 70; z=4.Fiecare atom de carbon se afl la o distan de 1,42 de cei trei atomi de carbon vecini ai si.Grafitul se afl n mod obinuit sub form de cristale tabulare . Masa atomic a carbonului este de 12,01. Greutatea specific este de 2,202,25g/cm3. Temperatura de topire este de 3650+100C. Cldura specific n volum constant la temperatura de 20C este de 0,17 cal/g. Coeficientul de dilatare liniar este de (0,64,3)10-6 de la 0 la 100C. Cldura de combustie este de 7845 cal/g . Temperatura de debut a oxidrii este de 620..650C. Duritatea este de 12 HB sau 2 pe scara Mohs. Rezistena de rupere la traciune este de 1,5N/mm. Rezistena la compresiune este de 17N/mm2.. Compactizarea grafitului (grafitul compact-nodular-este un agregat policristalin n care cristalitele de grafit cresc radial, perpendicular pe direcia planului hexagoanelor de baz) are la baz marirea tensiunii interfaciale grafit-matrice metalic lichid. Elementele chimice modificatoare, odata introduse n baia metalic, determin desulfurarea i dezoxidarea fontei lichide, adic eliminarea sulfului i oxigenului absorbit la suprafaa separrilor de grafit. n felul acesta, se mrete tensiunea interfacial grafit matrice metalic lichid, nsa mai mult de-a lungul feelor prismatice ale reelei grafitulu, ceea ce conduce la creterea grafitului pe direcia perpendicular planului

hexagoanelor de baza, n felul acesta grafitul obinndu-se nodularsferoidal. n plus, elementele chimice modificatoare determin i mrirea unghiului de umectare a grafitului de ctre matricea metalic lichid. Exist chiar o relaie ce definete unghiul de umectare. =arcos g-a/g+ este unghiul de umectare ; g - tensiunea interfacial grafit aer; a - tensiunea interfacial grafit matrice-metalic lichid. Conform relaiei de mai sus dac unghiul ar tinde spre 180grade, grafitul ar avea forma perfect sferic, nsa unghiul de umectare tinde doar asymptotic spre valoarea de 180 de grade, adic grafit perfect sferic nu exist. De exemplu ,sub aciunea elementelor chimice modificatoare, unghiul de umectare crete de la 130 de grade, la 140 de grade. Temperatura de modificare a fontei este n funcie de natura modificatorului, tehnica de introducere a modificatorului n baia metalic, granulaia modificatorului, cantitatea de font ce se modific etc. Temperatura optim de modificare cu magneziu este de 1450 1510C.

2.2. Compoziia chimic a fontei ce se supune modificriiLiteratura de specialitate, indic limite largi pentru compoziia chimic i valori tipice pentru aceasta - tabelul 2.2.1(pentru fonte modificate cu magneziu). Tab.2.1 Compoziia chimic pentru fonta cu grafit nodular - fonta final Elementul chimic C Si Mn P S Mg Coninutul, n % ntre limite largi 2,8004,000 1,6003,000 0,1500,900 maximum 0,100 maximum 0,015 0,0100,100 Coninutul, n %, - valori tipice 3,50 2,50 0,50 0,08 0,01 0,05

Pentru fonta ce se supune modificrii, coninutul de carbon variaz ntre limitele 3,44,1 iar cel de siliciu ntre limitele 2,02,8% (gradul de saturaie n carbon variaz n intervalul 0,9 1,2). Pentru fontele slab aliate cu grafit nodular, coninuturile de carbon i de elemente chimice insoitoare de baza sunt urmatoarele: 2,5...3, 9%C, 1, 0...6, 5%Si, 0, 1...0, 8% Mn, max.0,005P i max.0,003%S. Pentru fontele mediu aliate cu grafit nodular, coninutul de carbon este de 2,9...3,2%, cel de siliciu de 1,6...2,6 iar cel de mangan este de 0,6...1,2%. n cazul fontelor nalt aliate, cu grafit nodular, cu nichel, coninutul de carbon este de max.3% ,cel de siliciu variaz n intervalul 1,0...6,0, cel de mangan este situat ntre limitele 0,5...7,0% iar cel de fosfor este de max.0,8%. Fontele nalt aliate cu siliciu au compoziia chimic urmatoare: 0,5...0,8%Mn, max 0,1 P i max.0.03%s. Fontele nalt aliate cu aluminiu au urmatoarea compoziie chimic: 1,6..2,5%C, 1,6..2,0%Si, max. 0,8%Mn, max. 0,2% p i max.0,03%S. Fonta ce se supune mdificrii are o structur feritic sau feritoperlitic dac se face referin la diagrama Maurer (pentru probe cu diametrul de 50 mm). Pentru obinerea fontei cu grafit nodular cu matrice metalic feritic se recomand ca fonta ce se modific s aiba, printre altele, 0,04...0,4%Mn, 0,015...0,100P i 0,015...0.030%S.

2.3. ModificatoriToi modificatorii utilizai pentru obinerea fontei cu grafit vermicular se utilizeaz i pentru obinerea fontei cu grafit nodular. Tab. 2.2. Compoziia chimic a ctorva modificatori utilizai pentru obinerea fontei cu grafit compact/vermicularModificator ul FeSiCaMg FeSiCaMg FeSiCaMg Ce FeSiCaMg Ce Pmntur i rare Zirconiu Mg 4,5 6,0 8 12 4,5 6,0 8 12 Si 45 52 45 52 45 52 45 52 Ca 0,5 2,5 0,5 2,5 0,5 2,5 05 2,5 51 60 20 Ce 47 Al ma x.1,5 ma x.1,5 ma x.1,5 ma x.1,5 Ti Fe rest rest rest rest rest

Alte elemente chimice -

2830% La 1113%Nb 46%Sc 46%Pr 20%Zr

FeSiMgTi AlCe FeSiCaMg Ti Al Ce FeMgCeAl FeMgCeTi

5 6 5 6 2 4 4 5 -

50 60 50 60 29 47 48 52 38 46 ur me

1,0 9 10 4,0 5,5 2,5 5,0 55 1,0

0,3 0,3

1,2 2,0 1,2 2,0 10 18 1,0 1,5 0,5 5,0 -

7 10 7 10 8,5 10,5 -

rest rest

-

0,25 0,35 100 50

rest rest rest 0,5 1,5

6 15%pmnturi rare;412%Ba 100%Y 22 30%P.R. cu4 6%Y -

Y metalic SiYMisch metall Ce metalic Mischmet all

Mg-grafit

75-

-

-

-

-

-

-

2225%La 1012%Nd 16%Pr 1 2%pmnturi ytrice si urme deC si S 25%grafit

Tab. 2.3. Compoziia chimic a altor modificatori utilizai pentru modificarea fontei n vederea obinerii fontei cu grafit nodularSimbol ul modifi catorului NiMg Ni-SiMg Ni-SiMg Ni-FeMg Ni-CrMg Cu-Mg Cu-NiFe.Mg Comple x Mg Ni Cu Compoziia chimic, n % Si Ce La Y P.R.* min. 50 30 25... 30 max 30 max.1 40...50 20... 40 45...8 0 Al Alte element e chimice 50 Fe 20 Cr rest Fe

5...2 0 15... 18 25... 32 5...1 7 5...1 5 15... 50 5...2 0 3,5... 7,5

80...9 5 50...5 5 40 10...4 5 67...7 5 10...4 5 -

-

- 15...18 Nd i max.

10Fe Ce-YP.R. Y-CeLa-Si Ce-P.R.Si-Fe P.R.-SiAl-Fe 40 36... 40 45 9...11 10 2 30 12...1 5 35,8 2, 5 12 - 4,3 39 Fe rest Fe rest Fe

*- P.R. = pmnturi rare Cel mai utilizat element chimic modificator este magneziul. Cantitatea de magneziu ce se introduce n baia metalic se determin cu relaia:

Mgnec=

,

Mgnec reprezint cantitatea de magneziu necesar modificarii, in kg/100kg de font lichid; Mgrem-proporia de magneziu din fonta cu grafit nodular propus a fi obinut; MMg-masa atomic a magneziului, in kg; Ms-masa atomic a sulfului, in kg; Sin-proporia de sulf din fonta ce se supune modificrii; Srem-proporia de sulf din fonta cu grafit nodular propus a fi obinut ; Mg-randamentul de asimilare a magneziului, in %. n practic, valoarea coninutului de magneziu remanent crete odata cu mrirea grosimii de perete i a coninutului de carbon i siliciu din font, aceti trei factori fiind grafitizani la transformarea primar (mrirea grosimii de perete reprezint micorarea gradului de subrcire datorit micorarii vitezei de rcire, reprezentnd aceiai influen ca a carbonului i siliciului). Cei trei factori acioneaza mpotriva influenei magneziului ce determin mrirea gradului de subrcire a fontei. Cu ct cantitatea de magneziu remanent este mai mare, cu att gradul de compactitate al grafitului este mai mare. n sensul invers, cu ct cantitatea de magneziu remanent este mai mic, cu att gradul de compactitate al grafitului se micoreaza,astfel obinndu-se prin modificare de la grafit nodular(sferoidal) pn la grafit compact/vermicular. La modul general, cantitatea de magneziu remanent variaz n intervalul 0,010...0,100 nsa mai des sunt intlnite valorile din intervalul 0,04...0,08%.

Se apreciaz ca dup modificarea cu magneziu coninutul de sulf din font scade sub 0,01% datorit afinitii chimice foarte mari fa de sulf a magneziului.

2.4. Diverse aspecte ale fontei cu grafit nodular

obinerii

Fonta modificat cu Fe-Si-Mg i inoculat cu FeSi75 nu mai prezint fenomenul de fragilizare la rcirea nceat n intervalul de temperaturi 760...20C. Modificarea cu Ni-Mg determin un prag de fragilizare sczut. Modificarea cu Si-Mg conduce la stabilitatea proprietilor mecanice. Barbotarea fontei n timpul modificrii nlatura riscul de apariie a defectelor de turnare. Prezena titanului n modificator pn la 0,4 % determin mrirea coninitului de magneziu obinut prin modificare . Bariul nodulizeaz grafitul dac este introdus concomitent cu magneziul. Pentru obinerea lingotierelor din font cu grafit nodular se utilizeaz modificatori cu 4...7%Mg, maximum 6% Ca i 2...4% pmnturi rare i nu se recomand modificarea cu magneziu n amestec cu FeSi75. Dac se folosete modificarea n dou trepte cu FeCe n prima treapt (n oala de turnare ) i cu Si-Mg-Ca-Fe n treapta a doua (n form), se poate noduliza grafitul chiar i dintr-o font cenuie obinuit . Utilizarea de modificatori cu pmnturi rare determin neutralizarea influenei dunataoare a titaniului, mbuntirea prelucrabilitii mecanice,mrirea proprietilor de plasticitate etc. Modificarea fontei cu Ni-Mg-Ce conduce la obinerea fontei cu grafit nodular cu matrice metalic feritic. Pentru modificarea fontelor sintetice se recomand un modificator complex ce conine Ce, La, Nd, Pr, Ca, Mg, Al si Fe. Fonta cu grafit nodular se obine i dac se utilizeaz pentru modificare un modificator ce conine 5%Mg) si 0,5% Ce ,n circumstanele n care inocularea se face n forma, [101], [102]. Pentru piesele cu perei subiri nu este posibil s se obin o matrice metalic n totalitate feritic, [103].

Mrirea temperaturii de turnare determin micorarea numarului de noduli de grafit, [104]. Trebuie s se acorde atenie sporit cauzelor de apariie a defectelor de turnare i posibilitilor de prevenire a lor, cum ar fi urmatoarele: grafit compact nenodular (din cauza coninutului de magneziu remanent mic, a vitezei de cristalizare mari, coninutul de titan din fonta mai mare de 0,04%, a staniului din suporii de miez etc., [105]), grupri de noduli de grafit mari (se intlnesc la fonta hipereutetic etc.), [106], grafit Chunky (din cauza coninuturilor de Si, Ce, Ni, Ca si probabil, Sr la piesele cu perei groi), [107], apariia de grafit lamelar la suprafaa pieselor (din cauza coninutului mare de sulf din vopselele refractare etc.), [108] etc. Ca realizri deosebite n domeniul fontei cu grafit nodular se constat utilizarea modificatorilor sub form de tablete, [109], utilizarea pentru elaborare a cubilourilor cu captueala refractara bazic mpreuna cu desulfurarea fontei n oala de turnare, [110], [111], [112], utilizarea pentru elaborare a cubilourilor cu dou rnduri de aer, [113], [114] etc. Cele mai bune proprieti de plasticitate se obin n cazul n care matricea metalic nu este constituit din 100% ferit ci n cazul n care conine i 2...8% perlita. Se apreciaz c siliciul n cantitate prea mare fragilizeaz excesiv ferita i, astfel, se micoreaza plasticitatea fontei [193], [208]. Fontele feritice nu pot fi tratate superficial cu radiaie laser deoarecea apar tensiuni mari din cauza grafitului ce nu pot fi eliminate prin tratament termic, [196]. Pentru piesele mici, cu grosimea de perete 5...15 mm si avnd ca destinaie autovehiculele, se recomand valori mai mari de 4,5% pentru carbonul echivalent, ns, nelimitndu-se riscul de albire invers[183]. n cazul turnarii centrifugale a tuburilor de presiune, se recomand succesiunea pretratament grafitizant modificare cu Mg/Ce inoculare, [182]. Conform [184], se poate realiza modificarea i cu granule de fonta cu forma de grafit nodular supramodificat, evideniindu-se i efectele de rcitor i ereditate ale acestora. Prin deformarea plastic a fontei cu grafit nodular, conform [184], ferita se pstreaza n jurul grafitului deformar iar prin meninere n intervalul de temperaturi 750...700 se mrete cantitatea de ferit. n cazul n care se cere acumularea de cantiti mari de fonta cu grafit nodular, aceasta se poate menine n stare lichid, n cuptoare electrice cu inclzire prin inducie, de construcie consacrat acestui scop, [153], [154].

2.5. Influena elementelor antimodificatoare

chimice

Compoziia chimic a fontei ce se supune modificrii trebuie s corespund i din punctul de vedere al coninutului elementelor chimice antimodificatoare, aceste elemente chimice fiind Ti, Pb, Sb, As, Sn si Al, n principal, dar si Bi, Te sau chiar Se, n anumite situaii. Elementele chimice antimodificatoare frneaz procesul de modificare sau chiar l compromit. Astfel, stibiul conduce la micorarea rezistenei la traciune i a alungirii (se manifest i ca element chimic perlitizant), bismut aproape ca elimin din structur grafitul nodular, grafitul oninndu-se compact/vermicular, titanul genereaz apariia de grafit lamelar alturi de grafitul vermicular, plumbul genereaz grafitul lamelar etc. n general, elementele chimice antimodificatoare genereaz grafiturile de tipurile L, M, N si P. Dac se noteaz gradul de compromitere a grafitului nodular cu Gcompr de ctre elementele chimice antimodificatoare, acesta se poate determina cu realaia (3.458), relaie din care se vede si comparaia ntre efectele antimodificatoare ale principalelor elemente chimice antimodificatoare. Gcompr = 4,4%Ti + 2,0%As + 2,3%Sn + 5,0%Sb + 290%Pb + 370%Bi + 1,6%Al Cauza principal ce determin efectul antimodificator al elementelot chimice antimodificatoare este, cu excepia titanului, formarea de compui chimici cu magneziu i, astefl, imobilizarea de magneziu modificarea insuficient a grafitului. n cazul n care modificarea se face cu magneziu sau cu feroaliaje sau prealiaje ce conin magneziu, n absena ceriului, limitele maxime la care sunt admise coninuturile elementelor chimice antimodificatoare n fonta ce se supune modificrii sunt urmatoarele: 0,08% Al, 0,01% Sb, 0,05% As, 0,002% Bi, 0,002%Pb, 0,03%Se, 0,01% Te, 0,08%Sn, 0,04% Ti etc. Practic, pericolul cel mai mare l prezint titanul deoarece minereurile de fier conin i compui chimici ai titanului ce sunt redui n furnal, majoritatea fontelor brute coninnd i titan. Prezena elementelor chimice antimodificatoare n ncrcatura agregatelor de elaborare este periculoas pentru modificare, spre deosebire de efectul ereditar metalurgic al fontei brute ce nu are influen asupra modificrii din cauza c modificatorii schimb complet condiiile de germinare n timpul solidificrii.

2. 6.Tehnici de introducere a modificatorilor in baia metalic

Tehnicile de introducere a modificatorului in baia metalic trebuie sa indeplineasc o serie de condiii , acestea fiind in principal urmtoarele: -consum de manoper ct mai mic -consum de modificator ct mai mic -consum ct mai mic de materiale refractare (cramizi fasonate,materiale refractare granulare,liani, etc.); -durate mici de manevrare a utilajelor i dispozitivelor ce deservesc modificarea; -dispozitivele i utilajele s aib o construcie simpl; -distribuirea ct mai uniform a modificatorului in baia metalic; -grad de asimilare a modificatorului mare; -posibilitate a controlului momentului inceperii modificrii i inoculrii; -s permit modificarea in dou sau mai multe trepte; -tehnologia de modificare s se preteze pentru mecanizare i automatizare; -absena riscului de ratare a modificrii fontei din cauza instalaiei de modificare; -s se preteze la modificarea diferitelor cantiti de font; -s se adapteze ct mai multor tipuri de modificatori sub aspectul compoziiei chimice,fuzibilitii,tensiunii de vapori,mrimii granulaiei,cantitii,etc; -s permit barbotarea bii metalice cu gaze inerte in timpul modificrii; -s asigure eliminerea riscului antrenrii accidentale de zgur in cavitatea formei; -s asigure securitatea muncii; -s asigure o period d timp ct mai mic intre momentul modificrii i inceputul solidificrii; -s asigure controlul gredului de asimilare a modificatorului n font; O tehnic de modificare ce s rspund pozitiv la condiiile prezentate anterior, desigur , nu exist,ins, exist tehnici de introducere a modificatorului in baia metalic ce rspund la foarte multe condiii.

2.7. Modificarea in formLa modul general ,tehnologiile de modificare n form sunt identice cu cele de la obinerea fontei cu grafit compact vermicular.

Ca regula generala, se recomanda urmatoarele conditii:raportul dintre inaltimea alimentatoruluicamerei de reactive si latura camerei de reactive sa fie 0,10,3 si raportul dintre viteza de turnare si seciunea camerei de turnare sa fie de 0,050,07 kg/cm2.s. Forma cu miez obturator

Intre camera de reacie si cavitatea formei se amplaseaz un miez obturator ce blocheaz alimentatorul cavitii formei. Se toarn fonta in form ,fonta acumulndu-se in camera de reacie al crui volum este sensibil egal cu volumul cavitii. Fonta se modific in camera de reacie. Dupa terminarea modificrii ,omogenizarea modificrii i separarea zgurii la suprafaa bii metalice din camera de reacie ,se dezobtureaza alimentatorul cavitaii formei prin acionarea tijei miezului obturator din exterior,manual sau mecanizat. Aceast tehnic de modificare in form este printre puinele tehnologii ce asigur un coeficient de scoatere de aproape 100%. Form cu camere de reacie i omogenizare

Aceast reea de turnare conine de-a lungul ei dou camere de modificare ,o camer de inoculare i o camer de omogenizare. Cu aceast reea de turnare se realizeaz modificarea in dou trepte sau se pot utiliza doi modificatori. Dezavantajul reelei cu multiple camere de reacie si omogenizare const ntr-un coeficient de scoatere mai mic. Reea de turnare cu bazin de omogenizare

Firma suedez Kockmus Jernverk reuete s evite accesul incluziunilor nemetalice n cavitatea formei, s asigure nodulizarea grafitului n totalitate i umplerea corespunztoare a cavitii formei prin prevederea reelei de turnare cu un bazin de omogenizare i reinere a zgurii. Legtura dintre bazinul de turnare i alimentatorul cavitii formei se realizeaz cu un disc metalic ce se topete dup ce fonta din bazinul respectiv s-a omogenizat din punctul de vedere al modificrii i a avut loc separarea zgurii la suprafaa bii metalice din bazin (figura 3.219). Utilizarea de modificator sub form de tablete tronconice

Firma Dalton Foundries, utilizeaz modificatorul ce conine 72% Si, 1,2...1,6% Al, 0,08...0,30% Ca, 4,0...4,5% Mn i n rest Fe, n amestec cu un liant, sub form de tablete tronconice cu masa de 20...150 g, n

paralel cu viteza mare de turnare (se obin piese cumasa de 10...150 kg). Introducerea modificatorului n baia metalic sub form de bar n bazinul de turnare.

Conform [124],, modificatorul sub form de bar se introduce n bazinul de turnare, urmrindu-se sincronizarea vitezei de introducere a modificatorului n baia metalic, timpul de modificare propriu-zis, staionarea fontei lichide n bazin etc. se obine ecpnomie de modificator. Introducerea modificatorului pulverulent n eav

n cazul n care modificatorul este sub form de pulbere, se utilizeaz o eav subire de oel sau de cupru n care se introduce respectivul modificator, iar eava se introduce n fonta lichid prin peretele bazinului de turnare (figura 3.220) sau direct n piciorul de turnare (procedeul CQ Controlled Qualily utilizat de Caterpillar Tractor Co. Camera de reacie n bazinul de turnare.

n bazinul de turnare se afl un loca n care se amplaseaz modificatorul. Locaul modificatorului comunic cu piciorul de turnare pe la partea lui superioar, n mod direct i pe la partea lui inferioar, prin intermediul unui disc metalic ce se topete. Nu se recomanda ca fonta s se toarne direct pe modificator deoarece are loc sintetizarea modificatorului (se utilizeaz un miez separator cu un orificiu ce dirijeaz jetul de font n partea opus modificatorului). Camera de reacie cu polistiren expandat

La parte inferioar a camerei de reacie ce este alimentat de la piciorul de turnare printr-un alimentator tip fant se amplaseaz polistiren expandat iar deasupra lui modificatorul. Prin arderea polistirenului expandat se realizeaz o barbotare intens a fontei precum i o atmosfer reductoare ce diminueazp intensitatea reaciei de oxidare a modificatorului. Bazine de turnare speciale

Pentru piesele de tip buc exist bazine de turnare speciale cu camera de reacie circular din care pleac alimentatori spre cavitatea formei.

Alte reele de turnare consacrate modificrii n vederea obinerii grafitului nodular

Se utilizeaz camere de reacie cubice, camera de reacie dublu tronconice cu alimentare tangenial a tronconului inferior, bazin de turnare ce se ansambleaz peste trei forme (forma superioar are o camer de distribuie, forma intremediar cuprinde camere de reacie iar forma inferioar cuprinde cavitile formei), reea de turnare cu camer de reacie n care se utilizeaz anumite rapoarte ntre canalele reelei (x+10% pentru alimentatorul avitii formei, x+ 12% pentru canalul de evacuare a fontei modificate din camera de reacie i x+ 30% pentru canalul de alimentare a camerei de reacie x reprezint aria seciunii totale a alimentatoarelor cavitii formei iar procentele ce se adaug se calculeaz din ariua seciunii totale a alimentatoarelor cavitii (formei) pentru liniile de formare de tip Disamatic reea de turnare cu camer de reacie i colector de zgur cilindric ce are pe aceeai ax de simetrie i sub el canalul de alimentare a cavitii formei (grafitul se obine nodular utiliznd un modificator ce conine 4% Mg, 1,5% Ca, 43% Si i n rest Fe, n cantitate de minimum 2,5%, mrimi ale granulaiei modificatorului ( pentru reelele de turnare cu camere de reacie) de la 1,0...1,6 mm pn la 10...15 mm valorile din jurul limitei maxime asigurnd efectul nodulizant al grafitului maxim, introducerea n camera de reacie de fondani din sistemul fluorilor cu scopul de mbuntire a dizolvrii prealiajului modificator din sistemul FeSiMg cu circa 5% Mg, utilizare de reea de turnare executat n amestec de formare preparat cu crbune ce asigur o atmosfer reductoare cu att mai accentuat cu ct temperatura de turnare este mai mare, reea de turnare cu camer de reacie realizat ntr-o form ce se intercaleaz ntre dou oale de turnare, reaea de turnare cu plnie de turnare de omogenizare a fontei, fonta ce ptrunde n respectiva plnie dup ce a strbtut un picior de turnare ceramic montat ntr-un siloz tronconic ce conine modificator n stare prfoas, camer de reacie mobil ce se suprapune peste plnia de turnare a oricrei forme, reea de turnare ce este compus dint-o form suplimentar n care se afl un bazin de modificare, omogenizare i separare a zgurii, un canal de alimentare a formei n care se afl cavitatea formei, pe parcursul cruie se afl un loca n care se poate utiliza un miez vopsit cu grafit, culisarea fiind comandat de un canl suplimentar n momentul umplerii bazinului menionat, reea de turnare prevzut cu camer de reacie ce are montat peste modificatorului pe baz de magneziue o gril ceramic ce asigur o distribuire uniform a vaporilor de magneziu n camera de reacie, etc.

2.8. Inocularea formei

Prin inoculare (modificare gratifizant) topitura devine eterogen i determin diminuarea subrcirii, mrirea numrului de noduli de grafit i a cantitii de grafit, eliminarea cementitei libere din structur (cementita liberp se poate elimina i prin tratament termic), eliminarea efectului de albire invers etc., mrirea proporiei de ferit din structur, mrirea gradului de compactitate a grafitului, mrirea gadului de uniformitate al distribuiei nodulilor de grafit etc. Efectul inoculantului este cu att mai mare cu ct dijmensiunile celulelor eutectice se obin mai mici, n care caz, gradul de albire a fontei se micoreaz. La nceputul inoculrii, siliciul i calciul formeaz carburi ce ulterior se decompun, calciul mai formeaz sulfuri i oxizi, aluminiul formeaz doar oxizi n timp ce carboncul (din inoculat) d natere la fluctuaii ale atomilor de carbon n topitur. Exist i inoculani cu efect mare asupra fontei cu grafit nodular, acetia fiind urmtorii: FeSi5 care se utilizeaz n cantitate de 0,5...1,0%. Capacitatea de inoculare este mrit de prezena elementelor chimice nsoitoare cum ar fi urmtoarele: Ca, Al, Sr, Zr etc. Ferosiliciul cu coninut mic de stroniu este foarte eficient pentru inocularea fontei cu grafit nodular fr ceriu. Siliciul (din toti inoculanii) creeaz microvolume de metal lichid suprasaturate n carbon, astfel determinnd mrimea numrului de germeni de grafit; SiCa n cantitate de 0,2...0,5%; 30% pmnturi rare, 45...50% Si i n rest Fe; Y-Fe (45,88% Y), Y-Ni (48,87%Y), Y-Mg (11,30% Y), Y-Mg (30,20% Y), Y-Mg (52,30% Y) i Y-Mg (92,66% Y); inoculantul din sistemul FeSiCaCeAlSO, ce conine70...76% Si, 0,75...1,25% Ca, 0,75...1,25% Ce, 0,75...1,25% Al i max. 1,0% (S+O), determin, prin prezena sulfului i oxigenului, formarea de compui chimici cu rol n germinarea primar de ctre Fe, Si, Ca, Ce i Al; inoculantul ce conie 73,78% Ca, 0,75...1,25% Ba i 0,75...1,25% Al, utilizat cu o granulaie de de 1...6 mm, n cantitate de 0,7,,,1,2 kg/100 kg de font lichid, determin o cantitate mic de zgur i o mare eficien, etc. n figura 3.221 se prezint schema inoculrii pe jetul de font n timpul turnrii n form. Astfel, se constat existena unui bloc de comand de comand i control ce, prin intermediul unei fibre optice, detecteaz jetul de font, comandnd dozarea inoculantuluoi sub form de pulbere dintr-un buncr, la diverse debite (1...5 g/s).

2.9. Demodificarea fonteiFenomenul de demodificare are loc att dup modificarea nodulizant ct i dup modificarea grafitizant. Demodificarea dup modificarea nodulizant const n micorarea gradului de compactitata a grafitului, aa nct, dac fonta se menine n stare lichid dup etapa nti de modificare o perioad de timp exagerat de mare, grafitul se obine lamelar, compactizarea grafitului fiind compromis n toalitate. n cazul fontei cu grafit nodular obinut prin modificare cu magneziu, demodificarea este pus pe seama pierderilor de magneziu din baia metalic se apreciaz pierderi de 0,001...0,002% magneziu pe minut de meninere n stare lichid. Cu ct coninuturile de sulf i oxigen din fonta modificat sunt mai mari, cu att efectul demodificator este mai mare. Demodificarea dup inoculare (dup etapa a II-a de modificare) const n micorarea numrului de noduli de grafit i n mrirea tendinei de albire a fontei cu grafit nodular.

2.10.Sistem flexibil de modificare a fontei in form2.10.1 Oportunitatea modificarii in form Dezavantajele modificrii fontei in form constau in principal in modificarea neuniform de-a lungul trecerii fontei lichide prin reeaua de turnare (exista si soluii care elimin prin diverse mijloace acest dezavantaj),limitarea masei pieselor obinute la valori relativ mici,existena de dificultai in ceea ce privete reinerea in reeaua de turnare a produilor procesului de modificare,obinerea unei marimi optime pentru aa zisa vitez de dizolvare a modificatorului in camera de reacie etc. Modificarea in form ,prin comparaie cu modificarea in oala de turnare,determin creterea gradului de asimilare al magneziului (pna la 80%),micorarea dimensiunii nodulelor de grafit ,creterea cantitii de grafit,obinerea in stare brut turnat a matricei metalice feritice,reducerea riscului de albire a fontei,scderea costului pieselor brut turnate prin eliminarea tratamentelor termice de corectare a structurii metelografice. Noutatea acestei lucrri in ceea ce privete ameliorarea modificarii fontei in form ,se refer la mrirea coeficientului de scoatere al pieselor turnate,micsorarae consumului de modificator,mrirea randamentului de modificare si eliminarea incluyiunilor nemetalice exogene din piesele brut turnate etc.

2.10.2 Proiectarea si realizarea sistemului flexibil de modificare a fontei in form Sistemul flexibil de modificare in form permite modificarea fontei in variantele I,a II a si a III a,respectiv prin utilizarea unei camere de reacie simpl i a celeiai camere de reacie ,ins,prevazut cu locauri suplimentare pentru modificator i prevazut la partea inferioar a ei cu un loca al modifictorului i cu o gril ceramic ce este amplasat intre camera de reacie si acel loca al modificatorului. In fig.1 este prezentat varianta I de modificare ,in fig.2 ,este aratat varianta a II a de modificare iar in fig 3 varianta a III a de modificare. S-a realizat garnitura de model in totalitate din oel iar cutiile de miez din lemn. Prin intermediul variantei I de modificare ,fig.1,modificatorul se amplaseaza la partea inferioara a camerei de reacie-in zona amprentei din semiforma inferioar- ca atare sau ntr-o plas de srm.Volumul camerei de reactie este de 1556cm3si corespunde unei mase de 10.9kg.Amprenta lasat de camera de reacie in semiforma inferioar este de 114 mm.Modificatorul cu granulaia de 2...4 mm se amplaseaz in zona central a amprentei i ocup o suprafa circular cu diametrul de cca.80 mm,inlimea fiind de maximum 15 mm. Principiul de modificare const in pregatirea formei ca in fifura 1.

Figura 1. Schema variantei I de modificare cu camer de reacie simpl. 1-sensul de turnare ;2-plnie de turnare;3-alimentatorul camerei de reacie;4-camera de reacie;5-canal de ventilaie i de observare a oxidrii vaporilor de magneziu;6-locaul miezului obturator;7-dispozitiv de antrenare;8-tij de antrenare ;9-dispozitiv de blocare a tijei;10-canalul tijei;11vopseaua de grafit;12-amestec de formare;13-alimentatorul cavitaii formei;14-cavitatea probelor;15-cavitatea piesei;16miez;17-miez obturator;18-modificator pe baza de magneziu;19-ram de formare inferioar;20-ram de formare superioar. Miezurile(16) i(17) s-au executat din amestec de miez preparat cu silicat de sodiu. Cu o vopsea pe baz de grafit i ap s-au vopsit suprafaa locaului miezului obturator(6 )si suprafaa miezului obturator(17). Seciunea transversal a alimentatorilor este trapezoidal,cu inalimea de 20 mm,baza mare de 24 mm i baza mic de 20 mm. Miezul obturator are dimensiunile de cca.60x78x24 mm.

Se toarn fonta in plnia de turnare ,fonta patrunznd ,,tangenial,, in camera de reacie,dar si in poriunea de alimentatoral cavitaii formei(13)dintre camera de reacie i miezul obturator. Ptrunderea fontei in camera de reacie declaneaz procesul de vaporizare a magneziului din prealiajul modificator i procesul de oxidare a magneziului cu oxigenul din camera de reacie ,proces insoit de un fenomen puternic de luminiscen.Fenomenul de luminiscen se observ prin intermediul canalului(5). Odat cu turnarea, crete nivelul metalului lichid in camera de reacie ,modificatorul, avnd masa specific mai mic dect a fontei in stare lichid, plutind pe topitura din camera de reacie. Din momentul in care nu se mai observ fenomenul de luminiscenp prin canalul(5),urmeaz o peioad de timp de meninere a fontei modificate in camera de reacie, perioad de timp in care se separ incluziunile nemetalice, in special exogene,la suprafaza bii metalice i se realizeaz i o omogenizare chimic a fontei modificate, inclusiv una termic. Se propune ca in etapa viitoare de experimente s se toarne fonta prin canalul(5), canalul (5)transformndu-se in picior de turnare. Piciorul de turnare va fi dotat i cu plnie de turnare. Dup omogenizarea fontei modificate din camera de reacie i separarea incluziunilor nemetalice la suprafaa fontei modificate, se obtureaza alimentatorul cavitaii formei prin acionarea tijei metalice (8)care reprezinta i armtura miezului obturator(17). Urmeaza ca fonta modificat s treac in cavitatea formei. Dac masa piesei turnate impreun cu a maselotei este sensibil egal cu masa fontei modificat din camera de reacie i dac turnarea fontei in form se face prin canalul de vizualizare a efectului de luminiscen, coeficientul de scoatere, neinnd cont de prezena maselotei, poate depi 95%.Aceast[ particularitate este posibil numai dac respectiva cavitate a formei se afl in semiforma inferioar.Conform figurii 1, intervin i masele piciorului de

turnare ,plniei de turnare, alimentatorului cavitii formei, canalului(5) i poriunii de alimentator al cavitii formei dintre camera de reacie i miezul obturator, ceea ce inseamn o valoare mai mic a indicelui /coeficientului de scoatere, ins , oricum, mai mic dect aceea constatat in cazul tehnologiilor la care, in urma turnrii i solidificrii camera de reacie rmne cu metal. Sistemul flexibil de modificare in form are o aplicare in practic relativ limitat fiindc se face referin numai la cazurile de amplasare a cavitaii formei in semiforma inferioar. Sistemul flexibil de modificare in form poate fi ins adaptat i pentru cazurile de figurare a cavitaii formei in ambele semiforme sau, dup caz in toate semiformele, dac se apeleaz la formarea in plan orizontal i la turnarea in plan vertical. Avantajele care au reieit pn acum se refer la omogenizarea chimic, dar i termic a fontei modificate ,reinerea in camera de reacie , dar i in alimentatorul cavitaii formei ,a incluziunilor nemetalice exogene parial, i endogene i obinerea unui indice de scoatere mai mare. Se precizeaz ,separat , avantajul sistemului flexibil de modificare in form ce const in eliminarea factorului care determin calitatea fontei modificate in form i care se numete viteza de dizolvare a modificatorului, viteza de dizolvare care se exprim prin raportul dintre viteza de turnare i suprafaa camerei de reacie. De asemenea ,ca avantaj ,este i eliminarea geometriei camerei de reacie care influeneaz calitatea pieselor turnate in cazul altor sisteme de modificare in form. Este eliminat i implicarea mrimii camerei de reacie in calitatea fontei modificate obinute, deoarece mrimea camerei de reacie este sensibil egal cu mrimea camerei de reacie este sensibil egal cu mrimea piesei sau se proiecteaz in concordan cu mrimea cavitaii formei. Prin intermediul variantei a II a de modificare ,conform figurii 2 , in camera de reacie se afl amplasat la jumtatea nlimii camerei de reacie patru locauri secundare ale modificatorului.

Figura 2.Schia variantei a II a de modificare .1-locaurile secundare ale modificatorului ;2-plas de srm ;3modificator secundar;4-modificator principal.

Un loca secundar al modificatorului are dimensiunile de cca. 33x35 mm. In cele patru locauri secundare se amplaseaz jumzaze din necesarul de modificator, modificator ce se amplaseaz in pri egale in cele patru locauri i impachetat in plase de srm. Inainte de turnere, forme arat ca in fig.2. Conform variantei a II- a, se realizeaz modificarea in dou trepte.In acest caz ,se realizeaz imbuntirea randamentului de modificare sau, in cazul aceluiai randament de modificare,se micoreaz consumul de modificator.

Prin intermediul variantei a III-a de mopdificare figura 3-sub camera de reacie se afl un loca al modificatorului,iar intre respectivul loca i camera de reacie se amplaseaz o gril ceramic.De aceast dat este obligatorie prezena in sistemul flexibil de modificare in form a piciorului de turnare .Alimentatorul camerei de reacie de la variantele I i a II a este inlocuit cu un alimentator al locaului modificatorului .Locaul modificatorului are dimensiunile de cca.81x30mm.Grila ceramic are orificiile cu diametrul de 7 mm iar distana dintre dou guri este de cca.10 mm.de acast dat modificatorul nu mai plutete in intregime pe baia metalic al crui nivel crete in timpul turnrii ,deoarece o parte din modificator ader la grila ceramic. In felul acesta crete randamentul de modificare.

In cazul variantei a III-a de modificare se micoreaz indicele de scoatere deoarece locaul modificatorului i orificiile grilei ceramice rmn pline de metal dup solidificarea metalului. Se apreciaz c randamentul de modificare se mrete dac turnarea se efectueaz prin canalul de supraveghere a efectului de luminiscen-amplasarea modificatorului este obligatorie la periferia amprentei camerei de reacie, recomandndu-se impachetarea modificatorului in colaci de plas de srm-deoarece este eliminat dezavantajul generat de coborrea nivelului metalului lichid din piciorul de turnare o dat cu coborrea nivelului metalului lichid din camera de reacie(in piciorul de turnare fonta este puin modificat sau deloc i se amestec cu fonta modificat de la partea inferioar a camerei de reacie).

2.11 .Stadiul actual al cercetrii in strintateI.P. Petrov in articolul publicat in Liteinoe Proizvodstvo nr.12, p.1820, anul 2000, propune dou noi procedee de modificare a fontei cu magneziu. Primul procedeu utilizeaz un jgheab special construit (figura 4), care const din corpul 1, si capacul 2, captusit cu amestec de formare 3, in care se inglobeaza modificatorul 4 (semifabricat din Mg sau FeSiMg) in cantitatea necesara. Plnia de turnare 5 asigur evacuarea fontei din agregatul de elaborare.

Figura 4 Procedeul al doilea prevede folosirea unui tub in care se gsesc bucai de Mg i FeSi7S(fig.5)

In Figura 5 : 1- oala; 2- capac; 3- cupa; 4- tub cu modificator. Captul tubului umplut cu modificator se gaseste la o distanta de 50-80 mm de fundul oalei. Viteza si durata de modificare pot fi reglate prin alegerea diferite valori ale parametrilor; debitul de umplere a oalei, temperatura formei grosimea peretelui evii. In figura 6 se propune un procedeu la modificare a fontei in form de turnare destinat obinerii cilindrilor de laminor. Figura 6: 1- cupa de turnare; 2- rama pentru fus; 3- cochila pentru tablie; 4- teava pentru Mg si FeSi; 5 -cochila pentru fusul inferior.

Firma Pechiney Electrometallurgie a prezentat printre altele modifcatori grafitizanli pentru fonte cu grafit lameiar si nodular, n vederea realizarii unui efect mai ntrziat. Se stie ca efectul modificator grafitizant se diminueaza puternic dupa modificarea n oal. Astfel, dupa 1 S minute de mentinere, in cazul fontei cu grafit nodular, numarul de nodule/mm2 se poate micsora De la 500 la 120 (fig. 7) Fig.7.

Din acest motiv firma si-a propus s elaboreze modificatori care sa fie introdusi n fonta n timpul turnarii. n acest scop utilizeaza doua tipuri de modificatori: tip Inolate, cu granulatie precisa cuprinsa ntre 0,20 si 0,70 mm, care se introduc n jetul de fonta n timpul turnarii si tip Moldinoc, sub forma de lingouri rnici (fig.8) care pot fi de doua compozitii si forme si gre-utati diferite. Acest modificator se introduce ntr-o cavitate speciala a formei n releaua de turnare sau n interiorul formei.

Fig .8

Avantajele: eliminarea efectului demodificator, micsorarea costului, consurn mic de modificator si deci mentinerea practic neschimbata a compozitiei fontei, obtinerea sigura a structurii feritice. n tab2.4 sunt prezentate compozitiile modificatorilor grafitizanli produsi de firma Pechiney.

Modificarea nodulizant a fontelor prin sistemul Tundish Cover (Oala cu Bazin) Sistemul Tundish Cover este pus in aplicaie la uzina Doktas-Iron Plant cu un singur buzunar practicat in centrul zidriei de la baza oalei (soluie promovat de ELKEM). Bazinul este fixat pe cuptor, fiind rebtut pe oala de nodulizare aezat in groapa din faa cuptorului, de unde se preia fonta direct. Post-modificarea are loc in 2 etape: a) primara-la trecerea fontei nodulizate n oala de turnare (sifon) i b) final n form: modificator fin la baza piciorului de turnare, in faa unui filtru. Se utilizeaz diverse tipuri de modificatori ELKEM. Exemple de mrci Fgn urmrite: 1)-Fgn-Perlitic (15% Ferit), 240-280HB, realizat la 0,45%Mn, 0,02-0,03%Sn; 2)Fgn-Perlito/Feritic (30% Ferit), 190-260HB, 0,4%Mn. Producerea Fgn i Fc-modificat este riguros urmarit, pe liniile de turnare fiind prevzute standuri de control, de tipul Analizor Curbe Racire (inclusiv ATAS) ai seturi de prob pana, informatiile de baz referindu-se la gradul de subrcire si mrimea zonelor de font alb + pestria (albire totala). Din punct de vedere chimic, in cazul Fgn sunt urmarite C, Si, Mn, P, S, Cr, Cu, Mg, Sn, Ti, Mo iar la Fc, in special Sulful, incadrat predominant in domeniul 0,07-0,09%S. Dupa turnare, se analizeaz in sistem rapid probe slefuite, cu ajutorul Analizorului de Imagini, din punct de vedere al nodularitatii, numar i nodule, mrime, ferita/perlita. Sectorul proiectrii la cald (engineering) este deosebit de bine dotat, bazat in principal pe: AutoCad AMD 2.0, AutoCad 14, Auto

R13/Genius 13.1, I-DEAS MASTER 10M3, Pro-Engineering Wildfire, UNIGRAPHICS NX, I-DEAS C3P, CATIA 5, MAGMASOFT 4.2, Rapid Prototyping (LOM). Aplicarea sistemului MAGMASOFT are loc la toate capetele de serie, obtinandu-se informaii deosebit de utile privind curgerea prin reelele de turnare proiectate, localizarea microretasurilor si retasurilor, distribuia duritaii in zonele piesei (important in domeniul auto), starea tensional, etc.

Con cluzii:-prin modificare compoziia chimic a fontei se schimb semnificativ; -efectul modificrii dispare dac nu este turnat in forme intr-o perioad optim scurs de la introducerea modificatorului n baia metalic; -modificatorii conin pe lnga elementele chimice modificatoare i elemente chimice ce au influene secundare fa de intervenia asupra cristalizrii primare specific modificrii,aseme-neainfluene acionnd, n principiu, asupra structurii secundare(mresc proporia de perlit,mresc gradul de dispersie al perlitei etc.asemenea efecte fiind obinute prin utilizarea de Cu, Sn, Cr , etc) -n practic ,modificarea este utilizat pentru obinerea fontei cenuii cu grafit lamelarce are vrfurile rotunjite,a fontei cenuii cu grafit compact/vermicular,a fontei cenuii cu grafit in cuiburi(foarte rar), a fontei cu grafit nodular; -modificarea are ca scop principal compactizarea grafitului i marirea numrului de separri de grafit ,adic se refer la imbuntirea caracteristicilor fizico-mecanice ale fontelor cenuii; -procedeul de introducere a prealiajelor de magneziu in camera de reacie a cavitii formelor, cunoscut sub numele de Inmold , prezint unele avantaje evidente renunarea la folosirea echipamentelor de tratare costisitoare; micorarea total a cantitaii produselor de reacii degajate in atmosfer i deci renunarea la instalaii costisitoare de extracie a acestora; timp de ateptare a fontei in oala mult mai mare (abseta efectului de modificare); eliminarea operaiilor de modificare grafitizant, deoarece prealiajele utilizate Fe-Si-Mg conin i elemente

Ca, Al, La si EPR care genereaz germeni de cristalizare pentru grafit; pierderile prin oxidare a magneziului sunt mici.Dezavantajele procedeului Inmold: consum mai mare de metal pentru reelele de turnare; control insuficient a procesului (viteza de curgere, dizolvare etc).

Cap.III Conceperea unei tehnologii de modificare a fontei in form,in

cazul particular al amplasrii modificatorului de-a lungul piciorului de turnareIn aceast lucrare se va prezenta un procedeu nou de modificare a fontei in form care const in amplasarea modificatorului de-a lungul piciorului de turnare. Noutatea acestui procedeu const in faptul c modificatorul se amplaseaz de-a lungul piciorului de turnare, cu ajutorul unui canal prevzut vertical. In figura 3.1. se prezint schema de principiu a acestui procedeu.Elementele componente sunt: 1-ram de formare superioar; 2-plas de srma de oel; 3-modificator; 4-ram de formare inferioar; 5-amestec de formare; 6-alimentatorul cavitii formei; 7-cavitatea formei(piesa); 8-probe pentru analiza metalografic; 9-colectori de zgur; 10-picior de turnare; 11-bazin de turnare.

Acest procedeu are o serie de avantaje specifice dintre care se enumerm: -modificatorul se prepar sub forma de blocuri paralelipipedice,cu mas precis in funcie de mrimea piesei; -fonta se modific progresiv pe masur ce urc nivelul bii metalice in piciorul de turnare,ceea ce asigur o modificare uniform; -piciorul de turnare este pravazut la partea superioar cu un bazin de turnare in aa fel inct fonta sa patrund in piciorul de turnare prin partea opus zonei in care se afla amplasat modificatorul; -blocurile paralelipipedice de modificator se pot executa mecanizat i automatizat; -sistemul de ancorare a blocului de peretele piciorului de turnare, poate fi i sub forma unui canal in piciorul de turnare;


Recommended