一種高強度灰鑄鐵用孕育劑及其製備方法
2023-09-14 08:32:20 1
專利名稱：一種高強度灰鑄鐵用孕育劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種高強度灰鑄鐵用孕育劑及其製備方法，屬於鑄造技術領域。
背景技術：
孕育劑是一種可促進石墨化，減少白口傾向，改善石墨形態和分布狀況，增加共晶團數量，細化基體組織的加工助劑。它在孕育處理後的短時間內(約5-8分鐘)有良好的效果，是提高鑄件性能的最有效或最經濟的途徑之一。隨著機械工業的發展，對灰鑄鐵的強度要求越來越高，現有的SiFe75合金等孕育劑無法提高灰鑄鐵的強度，因此無法滿足鑄件的強度要求。為了提高灰鑄鐵的強度，要增加爐中廢鋼的加入量，以降低鑄鐵的碳當量，生產結果表明:鑄鐵的機械強度滿足了要求，但同時出現了下述問題:(1)由於爐料中廢鋼加入量增多，廢鋼質量不高，表面鏽蝕嚴重，鑄鐵中的含氣量增高，鑄件因氣孔報廢的百分率升高，浪費了大量的原材料；(2)鑄件內在質量不均勻，鑄件寬、厚不同處的硬度懸殊大；(3)共晶團粗大，加工性能不好。
發明內容
本發明克服了上述現有技術的不足，提供了一種高強度灰鑄鐵用孕育劑及其製備方法，該孕育劑與普通75矽鐵孕育劑相比，應用該孕育劑的灰鑄鐵的抗拉強度可提高30-60MPa，從而滿足了鑄件的強度要求。本發明的技術方案是:一種高強度灰鑄鐵用孕育劑，其化學成分及其重量百分比為:S1:65 -72%, Al:0.5-1.2%, Zr:0.5-1.5%, RE:0.6-1.8%,Mn:4.0-6.0%, Sn:0.4-1.2% (或Sb:0.1-0.4%)，C〈0.2，S〈0.02，Ρ〈0.05，餘量為鐵及不可避免的雜質。製備方法:按上述的化學成分及重量百分比調配原料，將含有S1、Al、RE、Mn的鐵合金以及金屬錯、金屬錫或者金屬鋪混合、熔煉、冷卻，粉碎成3-8_的顆粒。使用方法:使用任何常規方法將孕育劑加入到灰鑄鐵的鐵水中，加入總量為鐵水質量的0.4-0.6%。優選是澆包內孕育處理。本發明的有益效果是:該孕育劑化學成分中一方面增加了 Al、Zr和RE等元素從而促進石墨形核、增強孕育效果和減小孕育衰退；同時增加了 Sn\Sb、Zr、Mn等元素從而促進珠光體形成並減小珠光體片間距。本發明進一步通過實踐證明，該孕育劑可顯著減小白口傾向、細化石墨、減小組織壁厚敏感性，並明顯增加珠光體含量，從而提高灰鑄鐵的抗拉強度。對於相同成分的原鐵水，與普通75矽鐵孕育劑相比，應用該孕育劑鑄鐵的抗拉強度可提高 30-60MPa。
具體實施例方式實施例1配比(重量份):S1:65-72%, Al:0.5-1.2%, Zr:0.5-1.5%, RE:0.6-1.8%, Mn:
4.0-6.0%, Sn:0.4-1.2%, C〈0.2，S〈0.02，Ρ〈0.05，餘量為鐵及不可避免的雜質。
製備方法:Si由矽鐵(FeSi75All.5、FeSi45All.5)提供，RE由稀土矽鐵合金(FeSiRe26)提供，Mn由錳鐵提供，Zr、Sn分別由金屬鋯、金屬錫提供；將上述原料混合、熔煉、冷卻,粉碎成3-8mm的顆粒。實施例2配比(重量份):S1:65-72%, Al:0.5-1.2%, Zr:0.5-1.5%, RE:0.6-1.8%, Mn:4.0-6.0%, Sb:0.1-0.4%, C〈0.2，S〈0.02，Ρ〈0.05，餘量為鐵及不可避免的雜質。製備方法:Si由矽鐵(FeSi75All.5、FeSi45All.5)提供，RE由稀土矽鐵合金(FeSiRe29)提供，Mn由錳鐵提供，Zr、Sb分別由金屬鋯、金屬銻提供；將上述原料混合、熔煉、冷卻,粉碎成3-8mm的顆粒。試驗方法:1.1 原鐵液化學成分設計(重量比):C:3.2-3.4%，Si:1.5-2.0%，Mn:0.8-1.0%，S〈0.05，Ρ〈0.06，Cr:0.2-0.3%, Cu:0.6-0.8%，餘量為 Fe 及不可避免的雜質。1.2原料:生鐵:回爐料:廢鋼=50:30:20,微量合金化材料為鉻鐵合金、純銅和矽鐵。1.3將上述原料在中頻感應爐內熔融，熱電偶測溫，鐵水的出爐溫度為1510°C，澆包內孕育，分別加入0.5wt%的SiFe75合金孕育劑和0.5wt%的本發明實施例1_2的孕育劑進行孕育處理；充分攪拌後在樹脂砂型中澆注，抗拉強度及布氏硬度測定等，試樣鐵棒的尺寸為0 30mm X 300mm。其抗拉強度、布氏硬度等指標測定結果如表I所示。表I實施例1-2與SiFe75的抗拉強度及布氏硬度比較
權利要求
1.一種高強度灰鑄鐵用孕育劑，其特徵是，其化學成分及其重量百分比為=Si:65-72%, Al:0.5-1.2%, Zr:0.5-1.5%, RE:0.6-1.8%, Mn:4.0-6.0%, Sn:0.4-1.2%, C〈0.2，SC0.02，P〈0.05，餘量為鐵及不可避免的雜質。
2.一種製備權利要求1所述的高強度灰鑄鐵用孕育劑的方法，其特徵是，按權利要求1的化學成分及重量百分比調配原料，將含有S1、Al、RE、Mn的鐵合金以及金屬鋯和金屬錫混合、熔煉、冷卻，粉碎成3-8mm的顆粒。
3.權利要求1所述的高強度灰鑄鐵用孕育劑的使用方法，其特徵是，將孕育劑加入到澆包中，加入總量為鐵水質量的0.4-0.6%。
4.一種高強度灰鑄鐵用孕育劑，其特徵是，其化學成分及其重量百分比為:Si:65-72%, Al:0.5-1.2%, Zr:0.5-1.5%, RE:0.6-1.8%, Mn:4.0-6.0%, Sb:0.1-0.4%, C〈0.2，SC0.02，P〈0.05，餘量為鐵及不可避免的雜質。
5.一種製備權利要求4所述的高強度灰鑄鐵用孕育劑的方法，其特徵是，按權利要求4的及重量百分比調配原料，將含有S1、Al、RE、Mn的鐵合金以及金屬鋯和金屬銻混合、熔煉、冷卻，粉碎成3-8mm的顆粒。
6.權利要求4所述的高強度灰鑄鐵用孕育劑的使用方法，其特徵是，將孕育劑加入到澆包中，加入總量為鐵水 質量的0.4-0.6%。
全文摘要
本發明公開了一種高強度灰鑄鐵用孕育劑及其製備方法，屬於鑄造技術領域。其化學成分及其重量百分比為Si65-72%，Al0.5-1.2%，Zr0.5-1.5%，RE0.6-1.8%，Mn4.0-6.0%，Sn0.4-1.2%(或Sb0.1-0.4%)，C<0.2，S<0.02，P<0.05，餘量為鐵及不可避免的雜質。該孕育劑可顯著減小白口傾向、細化石墨、減小組織壁厚敏感性，並明顯增加珠光體含量，從而提高灰鑄鐵的拉伸強度。對於相同成分的原鐵水，與普通75矽鐵孕育劑相比，應用該孕育劑鑄鐵的抗拉強度可提高30-60MPa。
文檔編號C22C33/08GK103146984SQ20131011786
公開日2013年6月12日 申請日期2013年4月7日 優先權日2013年4月7日
發明者劉憲民, 劉明亮, 焦守民, 郭宏濤, 周長猛 申請人:山東滙豐鑄造科技股份有限公司