[發明專利]一種合金球墨鑄鐵用球化劑

有效

• 申請號: 200910036043.4
• 申請日: 2009-10-16
• 公開（公告）號: CN101693934A
• 公開（公告）日: 2010-04-14
• 發明（設計）人: 王澤華;吳宇寧;周澤華;江少群
• 申請（專利權）人: 河海大學;南京達邁科技實業有限公司
• 主分類號: C21C1/10
• 分類號: C21C1/10;C22C33/08
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 李紀昌

技術領域

本發明屬于球墨鑄鐵生產技術，尤其涉及一種球墨鑄鐵用球化劑。

背景技術

球墨鑄鐵具有良好的力學性能、成型加工性能以及良好的減震和減摩性能，是一種常用的工程材料。隨著科學技術的進步，對球墨鑄鐵的力學性能要求越來越高，合金化是提高球墨鑄鐵力學性能的主要措施，Cu是最常用的合金元素之一。另外，球墨鑄鐵生產過程中會不可避免地產生大量回爐料，如澆冒口、廢品和機械加工切屑等。由于回爐料中含有較高的Si，過高的Si量會降低球墨鑄鐵的低溫沖擊韌性，因此回爐料的使用量受到一定得限制。

發明內容

技術問題：本發明針對上述技術問題，提供一種以Cu為載體的球墨鑄鐵球化劑，使用本發明的球化劑可以對球墨鑄鐵進行球化處理的同時實現對球墨鑄鐵的合金化。由于本發明的球化劑不含Si，可以增加回爐料的使用量，以降低生產成本。

技術方案：一種球墨鑄鐵用球化劑，該球化劑由Cu、Mg、RE元素組成，其配方按質量百分數為：83.5％～94％Cu、5％～15％Mg、1.0％～1.5％RE。

一種球墨鑄鐵用球化劑，該球化劑由Cu、Mg、RE元素組成，其配方按質量百分數為：92.5wt％Cu、6.0wt％Mg、1.5wt％RE。

一種球墨鑄鐵用球化劑，該球化劑由Cu、Mg、RE元素組成，其配方按質量百分數為：85wt％Cu、14wt％Mg、1.0wt％RE。

有益效果：該球化劑的特點是：

(1)球化劑生產設備簡單。可以采用真空冶煉，也可以在大氣環境下冶煉。

(2)球化處理工藝簡單，使用方便。可以采用沖入法、喂絲法和型內球化法等常規球化處理工藝，在球化處理的同時實現球墨鑄鐵的合金化。

(3)Mg吸收率高。球化劑加入量少，只需傳統球化劑加入量的1/2左右，有利于生產過程鐵水溫度控制。

(4)球化處理反應平穩。氧化夾渣少，有利于提高材料的純凈度和性能。

(5)不含Si，對相同Si含量球墨鑄鐵，可以增加回爐料使用量或降低對生鐵Si含量的要求，有利于降低生產成本。

(6)Cu-Mg-RE球化劑不僅適用于電爐熔煉，也適用于沖天爐熔煉生產鑄態高性能球墨鑄鐵件。

附圖說明

圖1和圖2為采用85wt％Cu、14wt％Mg、1.0wt％RE球化劑，加入量為0.6wt％處理的鐵水澆注70mm?Y型試塊的基體(球化率≥90％，100×)和顯微組織(珠光體含量95％)。

圖3和圖4為采用92.5wt％Cu、6.0wt％Mg、1.5wt％RE球化劑，加入量為1.2wt％處理的鐵水澆注70mm?Y型試塊的基體(球化率≥90％，100×)和顯微組織(珠光體含量85％)。

具體實施方式

用25Kg中頻感應真空爐熔煉Cu-Mg-RE球化劑，用TU2銅、鎂錠(99.9wt％Mg)和混合稀土(RECe-48)配制成所需要成分的球化劑。

用Cu-Mg-RE球化劑，采用沖入法對球墨鑄鐵原鐵水進行球化處理，同時對鐵水進行孕育處理，然后澆注球墨鑄鐵鑄件。

實施例1

①用常規的方法在500Kg中頻感應電爐中熔煉鐵水。

②用Cu-Mg-RE球化劑，球化劑成分為：85wt％Cu、14wt％Mg、1.0wt％RE，加入量為鐵水的0.6wt％。

③采用沖入法對球墨鑄鐵原鐵水進行球化處理，鐵水出爐溫度為1480℃，原鐵水成分為：3.95wt％C、1.25wt％Si、0.20wt％Mn、0.03wt％P、0.022wt％S。

④采用二次孕育處理，孕育劑為75wt％Si-Fe。一次包內孕育，孕育劑加入量為鐵水的0.8wt％，第二次為隨流孕育，孕育劑加入量為鐵水的0.15wt％。

⑤澆注鑄件和70mm的Y型試塊，呋喃樹脂砂鑄型，澆注溫度為1340℃～1360℃。

⑥在70mm的Y型試塊上切取試樣，并加工成的拉伸試樣，測定其力學性能和金相組織。抗拉強度(R_m)為725MPa，屈服強度(R_P0.2)為480MPa，斷后伸長率5％，硬度為234HBW，球化率≥90％，珠光體含量達95％，球化率和顯微組織照片見附圖1和附圖2。

實施例2

①用常規的方法在500Kg中頻感應電爐中熔煉鐵水。

②用Cu-Mg-RE球化劑，球化劑成分為：92.5wt％Cu、6.0wt％Mg、1.5wt％RE，加入量為鐵水的1.2wt％。