[發(fā)明專利]大型球墨鑄鐵件用二次孕育劑及制造方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110221799.3
• 申請日: 2011-07-28
• 公開（公告）號: CN102296226A
• 公開（公告）日: 2011-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 岑啟宏;王治國;劉曉林;劉靜;孫吉明
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州勝海機(jī)械制造科技有限公司
• 主分類號: C22C33/08
• 分類號: C22C33/08;C22C37/04;C21C1/10
• 代理公司: 徐州市三聯(lián)專利事務(wù)所 32220
• 代理人: 周愛芳

所屬技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種大型球墨鑄鐵件用二次孕育劑，屬于鑄造及黑色金屬冶金領(lǐng)域。

背景技術(shù)

近年來，大型球墨鑄鐵件特別是風(fēng)力發(fā)電用高質(zhì)量風(fēng)電鑄件的生產(chǎn)和應(yīng)用日益受到人們重視。但是，大型球墨鑄鐵件熱節(jié)模數(shù)大、凝固時間長，容易產(chǎn)生晶粒粗大、石墨畸變等組織缺陷，導(dǎo)致機(jī)械性能尤其是延伸率低下，很難滿足使用要求，需要制定極為嚴(yán)格的生產(chǎn)控制工藝才有可能獲得合格的鑄件，質(zhì)量控制較為困難。

二次孕育是增加石墨核心數(shù)量、防止石墨球長大和畸變的有效手段。ZL200710194651.9中國發(fā)明專利公開了一種超大型厚壁球墨鑄鐵件的熔煉及現(xiàn)場變質(zhì)處理方法，主要涉及到熔煉工藝及球化、孕育劑的選用，以解決厚壁鑄件型內(nèi)衰退問題以及厚壁處的石墨偏析；中國發(fā)明專利ZL9112688.0公開了一種用于大型球墨鑄鐵件的微量元素涂料，主要涉及該種涂料的成分及使用該種涂料改善大型球墨鑄鐵件凝固組織的方法；中國發(fā)明專利申請公開說明書200910010788.3涉及一種大型球墨鑄鐵件的瞬時孕育方法。以上所述的公開文件，均不涉及大型球墨鑄鐵用二次孕育劑的成分及制造工藝。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出一種大型球墨鑄鐵件用二次孕育劑及其制備方法。其應(yīng)用于大型球墨鑄鐵件，能有效提高石墨圓整度和單位面積石墨球數(shù)，防止石墨畸變，進(jìn)而提高機(jī)械性能。

本發(fā)明是以如下技術(shù)反感方案實現(xiàn)的：一種大型球墨鑄鐵件用二次孕育劑，所述的二次孕育劑的成分及質(zhì)量百分比為：Si?65％～75％，Sb?5％～10％，其余為Fe及不可避免的微量雜質(zhì)。孕育劑呈顆粒狀，粒度尺寸為0.5mm～3mm。

上述二次孕育劑的制造工藝是：分別將含硅量(質(zhì)量百分比)為65％～75％的Si-Fe合金和含Sb(質(zhì)量百分比)99％以上的Sb金屬通過機(jī)械粉碎的辦法，獲得尺寸為0.5mm～3mm的顆粒，然后按照重量百分比9∶1的比例，通過機(jī)械攪拌的方法混合均勻，得到所需的二次孕育劑。

使用方法是：該二次孕育劑應(yīng)在球墨鑄鐵鐵液球化孕育處理完畢、澆入鑄型時隨流加入鐵液，加入量為所澆鐵液重量的0.15％～0.3％。

本發(fā)明的有益效果是：該孕育劑用于大型球墨鑄鐵件澆鑄時的二次孕育處理工藝，可以大幅度提高大型球墨鑄鐵件的抗石墨畸變能力，從而大大提高機(jī)械性能，具有成本低、生產(chǎn)工藝簡單、使用效果顯著等特點。

具體實施方式

下面結(jié)合的實施例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的特征和效果。

實施例1

將含硅量為65％Si-Fe合金和含Sb(質(zhì)量百分比)99.9％以上的Sb金屬塊，進(jìn)行機(jī)械粉碎。然后過篩，獲得獲得尺寸為3mm的顆粒，然后按照重量百分比9∶1的比例通過機(jī)械攪拌的方法混合均勻，最終得到所需的二次孕育劑。

在澆鑄直徑600mm高度500mm的大型球墨鑄鐵件時，使用經(jīng)過球化孕育處理后獲得的溫度為1280攝氏度、化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為3.7％C，1.8％Si，0.3％Mn，0.04％P，0.03％S，0.05％Mg；0.02％RE，其余為Fe及不可避免的微量雜質(zhì)的鐵液。在鐵液澆入鑄型的同時，隨流加入0.2％的本實施例的二次孕育劑進(jìn)行二次孕育。凝固冷卻后開箱清理獲得鑄件。對鑄件進(jìn)行本體組織性能分析，結(jié)果表明，與未使用本二次孕育劑孕育的鑄件相比，鑄件中心的石墨球化率從74％提高為82％，單位面積石墨球數(shù)從30個/平方毫米提高到43個/平方毫米，抗拉強(qiáng)度從348.4MPa提高到381.2MPa，延伸率從2.1％提高到4.8％。

實施例2

將含硅量為75％Si-Fe合金和含Sb(質(zhì)量百分比)99.9％以上的Sb金屬塊，進(jìn)行機(jī)械粉碎。然后過篩，獲得獲得尺寸為1mm的顆粒，然后按照重量百分比9∶1的比例通過機(jī)械攪拌的方法混合均勻，最終得到所需的二次孕育劑。

在澆鑄3MW的風(fēng)電球墨鑄鐵輪轂鑄件時，使用經(jīng)過球化孕育處理后獲得的溫度為1310攝氏度、化學(xué)成分(質(zhì)量百分比)為3.8％C，1.8％Si，0.2％Mn，0.04％P，0.03％S，0.05％Mg；0.02％RE，其余為Fe及不可避免的微量雜質(zhì)的鐵液。在鐵液澆入鑄型的同時，隨流加入0.2％的本實施例的二次孕育劑進(jìn)行二次孕育。凝固冷卻后開箱清理獲得鑄件。對鑄件進(jìn)行本體組織性能分析，結(jié)果表明，與未使用本二次孕育劑孕育的鑄件相比，鑄件中心的石墨球化率從78％提高為85％，單位面積石墨球數(shù)從43個/平方毫米提高到54個/平方毫米，抗拉強(qiáng)度從388.2MPa提高到413.6MPa，室溫沖擊韌性平均值從28J提高到35J，-20℃沖擊韌性平均值從14J提高到18J。