[發明專利]一種球墨鑄鐵用球化劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201110329126.X
• 申請日: 2011-10-20
• 公開（公告）號: CN102382924A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 俞光杰;李建國;劉銳
• 申請（專利權）人: 寧波康發鑄造有限公司
• 主分類號: C21C1/10
• 分類號: C21C1/10;C22C33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及球墨鑄鐵生產技術領域，尤其涉及一種球墨鑄鐵用球化劑及其制備方法。

背景技術

球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，其有效地提高了鑄鐵的機械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強度。球墨鑄鐵是20世紀五十年代發展起來的一種高強度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，正是基于其優異的性能，已成功地用于鑄造一些受力復雜，強度、韌性、耐磨性要求較高的零件。

球化即指鑄鐵中的石墨在加入的球化劑的影響下成為石墨結晶的過程。常規的球墨鑄鐵鑄造過程中，通常僅加入一種球化劑以對其進行球化，但是一種球化劑由于質量和成分的限制總是存在諸多缺陷。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述不足，提出一種球墨鑄鐵用球化劑。

本發明解決其技術問題采用的技術方案是提出一種球墨鑄鐵用球化劑，其質量百分比為：Re：2％-4％，Mg：7％-9％，Si：37％-44％，Ca：1.5％-3％，Mn：0.1％-0.4％，Al：0.12％-0.5％，Ti：0.1％-0.5％，余量為Fe以及不可避免的微量元素。

進一步地，該球墨鑄鐵用球化劑的質量百分比為：Re：2％，Mg：7％，Si：37％，Ca：1.5％，Mn：0.1％，Al：0.12％，Ti：0.1％，余量為Fe以及不可避免的微量元素。

進一步地，該球墨鑄鐵用球化劑的質量百分比為：Re：3％，Mg：8.5％，Si：42％，Ca：2％，Mn：0.2％，Al：0.3％，Ti：0.2％，余量為Fe以及不可避免的微量元素。

進一步地，該球墨鑄鐵用球化劑的質量百分比為：Re：4％，Mg：9％，Si：44％，Ca：3％，Mn：0.4％，Al：0.5％，Ti：0.5％，余量為Fe以及不可避免的微量元素。

本發明還提供一種上述球墨鑄鐵用球化劑的制備方法：其包括步驟：

S1：按上述球化劑質量百分比配比原料，其中，Mg元素選自純鎂錠，Si元素和其他元素選自硅鐵、鐵末以及稀土硅鐵合金；

S2：將中頻感應電爐加熱至850℃-900℃后，首先加入硅鐵，其次加入鎂錠，最后加入硅鐵、鐵末以及稀土硅鐵合金的粉末混合物；

S3：將中頻感應電爐功率調至170-180KW，待鎂錠完全融化后，將中頻感應電爐功率調至160KW，然后利用φ18-φ22的圓鋼或螺紋鋼制成的插桿每隔4分鐘插釬一次直至原料全部熔化；

S4：原料全部熔化后攪拌均勻，澆注冷卻后即得到所述球化劑。

本發明球化劑球化效果良好，球化后得到的球墨鑄鐵具有高韌性、鐵素體量和球化率均很高，特別適合各類高強度、高沖擊功機器模具的鑄件。

具體實施方式

至今發現的球化元素有多種，例如：Ce、Mg、Ca、Y、Na、Bi、Tn等，但是這些元素中很多只能在純凈鐵水中才表現出球化能力，而真正有工業價值的僅僅有Mg、Ca、Y等。

其中Mg是最強的球化劑，其能使亞共晶、共晶和過共晶成分的鐵水中的石墨球化并具有良好的脫硫吸氧能力。但是僅僅用純鎂作為球化劑時，其又存在如下缺點：(1)Mg的沸點低于鐵水溫度，Mg直接加入鐵水中有劇烈的沸騰，操作不安全且鐵水對Mg的吸收率低、球化不穩定；(2)純Mg處理的鐵水凝固時體積收縮大，鑄件內部形成的縮孔較難徹底清除；(3)當有微量反球化元素時就很難使得石墨球化。

稀土金屬元素作為球化劑具有沸點高、能抑制反球化元素干擾作用的優點；但是稀土合金元素單獨作為球化劑時又具有如下缺點：(1)只能球化過晶成分鐵水；(2)球化石墨不太圓整；(3)稀土有加劇石墨漂浮和球化衰退的作用，稀土殘留量＜0.5％時，石墨形狀就明顯惡化(粗大、形狀變壞)，使球鐵的沖擊韌性降得很低。

因此需要合理配置Mg元素和稀土元素成分比例，并添加Si元素使得鎂合金熔點增高，當在熔煉中間合金和球化處理時，鎂不易燒損；添加Mn、Ti、Al等元素增大合金的比重，防止球化劑浮到鐵水表面被燒掉，有利球化。

本發明第一球化劑的質量百分比的第一較佳實施例為：Re：2％，Mg：7％，Si：37％，Ca：1.5％，Mn：0.1％，Al：0.12％，Ti：0.1％，余量為Fe以及不可避免的微量元素。

本發明第一球化劑的質量百分比的第二較佳實施例為：Re：3％，Mg：8.5％，Si：42％，Ca：2％，Mn：0.2％，Al：0.3％，Ti：0.2％，余量為Fe以及不可避免的微量元素。