ЛИГАТУРА
FOUNDRY ALLOY

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано при получении высокопрочного чугуна с шаровидным графитом без структурно свободного цементита в литом состоянии.
Известна лигатура следующего состава в вес.%:
Барий
10-30
Кальций
7-30
Кремний
1-15
Алюминий
30-70
Редкоземельные металлы
2-35
Железо
Остальное
(Авторское свидетельство СССР №561745, кл. С22С 35/00).
Однако недостатками данного изобретения является то, что наличие кальция в лигатуре вызывает ошлакование в процессе модифицирования и тепловую потерю жидкого чугуна, наличие кальция, железа, кремния обуславливает высокую температуру плавления лигатуры и нестабильность получения модифицирования. Кроме того, при использовании этой лигатуры практически невозможно устранение отбела в тонких сечениях отливки (менее 7-9 мм).
Наиболее близкой к предлагаемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является лигатура следующего состава в вес.%:
Редкоземельные металлы
28-35
Кремний
45-47
Иттрий
3-4
Алюминий
4-6
Кальций
3-4
Железо
Остальное
(Справочник по чугунному литью, изд. 3-е, Л.: «Машиностроение»,  1978 г., с. 243-246).
Однако недостатками этой лигатуры являются нестабильность эффекта модифицирования, вызванная высокой температурой плавления (1420-1450°С), большой расход РЗМ для получения шаровидного графита 2,5-3,0% от веса жидкого металла, склонность чугуна к отбелу в тонких сечениях отливки /менее 5-7 мм/.
Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является повышение механических свойств чугуна и устранение отбела в тонкостенных отливках.
Поставленная задача достигается тем, что лигатура, содержащая редкоземельные металлы, кремний и алюминий, согласно изобретению  дополнительно содержит скандий при следующем соотношении компонентов вес.%:
Редкоземельные металлы
10-20
Кремний
20-30
Скандий
1-3
Алюминий
Остальное
В составе редкоземельных металлов лигатура содержит 1-3 вес.% лантана.
Таким образом, недостатки, присущие известной лигатуре, устраняются, исключается из ее состава кальций, уменьшается содержание кремний и РЗМ, снижается температура плавления для достижения равномерного распределения компонентов лигатуры в жидком чугуне, устраняется склонность чугуна к отбелу в тонкостенных отливках толщиной 5-7 мм.
Алюминий способствует равномерному распределению сфероидизирующих элементов во время выплавки лигатуры, снижает резко температуру плавления (800-900°C).
Лигатуру получают путем расплавления алюминия 900-1000°C и растворения в нем остальных компонентов лигатуры.
Полученную лигатуру вводят на дно ковша с криолитом в количестве (0,1-0,2%) 2,0-2,5% от веса жидкого металла, затем заполняют ее жидким чугуном 3,4-3,8% С, 1,5-2,0% Si, 0,5-0,8% Mu, 0,1-0,12% P, 0,05-0,07% S.
Примеры реализации способа.
В таблице 1 приведены результаты механических испытаний, замера глубины отбела и металлографического анализа чугунов, модифицированных предлагаемой лигатурой.
Количество введенных лигатур предлагаемой и прототипа - 2,5% от веса жидкого металла.
Сравнительные испытания механических свойств показали, что для получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом без отбела в тонкостенных отливках необходима добавка предлагаемой лигатуры 2,0-2,5% от веса жидкого металла. Для получения максимального эффекта модифицирования чугунов при помощи лигатуры прототипа требуется ввести ее в жидкий чугун в количестве 3,0 вес.%. При этом в сечении отливки 0,5-1,1 мм наблюдается отбел, см. табл.2.
Расход дорогостоящего РЗМ уменьшается в 2 раза по сравнению с прототипом.
В отличие от лигатуры прототипа предлагаемая лигатура хорошо усваивается в чугуне при 1350-1400°С, эффект модифицирования стабилен.