[發明專利]一種高鎂合金實芯包芯線制造方法

無效

• 申請號: 201210060054.8
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102652967A
• 公開（公告）日: 2012-09-05
• 發明（設計）人: 李華倫;許月旺;李吉慶;楊門栓
• 申請（專利權）人: 山西銀光華盛鎂業股份有限公司
• 主分類號: B21C37/04
• 分類號: B21C37/04;C22F1/06;C22C33/10;C21C1/10
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本發明涉及球墨鑄鐵生產過程中鐵水球化處理所用的一種金屬實芯包芯線制造方法。以粗粒鎂粉或結晶鎂粒、粗顆粒鈣粒或結晶鈣粒、稀土鎂合金粉、工業硅粉為原料，將上述原料顆粒或粉末干燥、球磨混合，冷壓成擠壓用的坯。將粉末壓坯分段加熱到高溫并保溫使之均勻化，然后進行熱擠壓成復合材料組織結構的金屬絲。以該復合材料金屬絲為芯，用冷軋鋼帶包覆成金屬實芯包芯線。本發明的包芯線是一種將脆性金屬粉劑芯線，轉化成柔性金屬基復合材料金屬實芯包芯線，具有生產工藝簡單、成本低、球化反應平穩、球化質量穩定、鎂的吸收率高、有形核孕育作用、光和煙等對環境的污染小的優點。

背景技術

球墨鑄鐵由于其性價比高，在材料市場上占有重要的地位，盡管幾年來鋼鐵鑄造總產量有所下降，但球鐵產量并未下降。20世紀70年代研究成功了貝氏體球鐵被譽為近幾十年來鑄鐵冶金中的重大成就之一，此后奧-貝球鐵兼備高強度、高韌性和高耐磨性，被人們稱之為21世紀材料。

使用球化劑處理是目前獲得球鐵的主要手段之一。球化劑的類型包括鎂硅系合金、稀土鎂硅系合金、鈣系合金(日本用的較多)，鎳鎂系合金、純鎂合金、稀土合金，世界上用的最為廣泛的是稀土鎂硅鐵合金。稀土是發明球鐵時使用的球化劑，它的發現推進了球鐵工業應用的進程。稀土能促進鎂合金的球化效果(球化率和球的圓整度)，它對壁厚球鐵件中防止球狀石墨畸變的效果受到了重視，這也是國內外球化劑中都包含稀土的主要原因之一。稀土價格高，白口傾向大，過量會使石墨變態，現在己不作為球化劑單獨使用，僅作為輔助球化元素。鈣鎂球化劑主要是日本生產和應用，如日本信越(SHIN-ETSU)生產的鈣系合金NC5、NC10、NC15、NC20、NC25中鎂含量從4-28％變動，但鈣含量變化較小，其變化范圍為20-31％；此類合金白口傾向小，但要求處理溫度高，處理后渣量大。鎳鎂合金在美洲、歐洲均有應用，美國國際鎳公司生產的鎳鎂合金最高達82-85％，其中Mg、Ca分別為13-16，及20，鎳最低的57-61％(其中Mg4.0-4.5％，Ca＜2.5％，Fe32-36％)。德國金屬化學公司生產的鎳鎂合金中Ni47-51％，Mg15-17％，C1.0％，Si28-32％，RE1.0％余Fe。這些合金的優點是比重大，反應平穩，鎳可起合金化作用，其特點是價格貴。球鐵的組織與性能取決于鑄鐵的成份和結晶條件以及所用球化劑的質量，控制球鐵品質的主要因素有鑄鐵的成份、所用球化劑、孕育劑的類型，加入方法以及冷卻條件等。鑄態鐵素體球鐵的成份屬于微過共晶成份，其中碳稍高，含硅稍低，孕育劑硅量應少于3％，有研究指出，Si＝2.6-2.8％時，鑄鐵具有最高的延伸率和沖擊韌性。鐵素體球鐵中應使S≤0.02％、P≤0.02％。對珠光體球鐵而言，在生產時鑄鐵成份中錳可提高至0.8-1.0％，有些鑄件如果是用作耐磨性曲軸時，錳可提高至1.2-1.35％。生產鑄態珠光體元素銅加入量大于1.8％時，它阻礙石墨球化，但促進基體完全珠光體化，一般球鐵中銅含量應小于1.5％，錫是強烈的珠光體化元素，其對硬度的影響大于銅和錳，但Sn≥1.0％時使石墨畸變，因此其含量應限制在0.08％以下。

對鐵水進行球化處理是球墨鑄鐵生產與研究中極其重要的環節，盡管沖入法設備簡單，容易操作，靈活性強，所需方法含量較低，但是在球化處理過程中的火光、煙塵非常濃烈，勞動環境污染嚴重，合金用量大，鎂吸收率偏低，且球化效果不穩定，易出現球化衰退等情況。通常，只有在處理包的深度與內徑之比值為1.5-2倍，原鐵水的含硫量低時才能獲得最好的球化處理效果和最高的鎂的收得率。采用石墨蓋板做覆蓋的方法，取得了明顯的效果，蓋板法適于在中小鑄造企業中推廣使用。純鎂合金處理時要用專用的壓力加鎂包，鎂的吸收率高，但處理安全措施要極為嚴格，生產中應用比例較小。幾十年來，國內外已經成功地研究出多種球化處理方法，目前仍有一些新的球化處理方法在研究之中。