[發明專利]一種新型的鑄鐵球化劑

有效

• 申請號: 201210389619.7
• 申請日: 2012-10-15
• 公開（公告）號: CN103725820A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 于躍華
• 申請（專利權）人: 于躍華
• 主分類號: C21C1/10
• 分類號: C21C1/10;C22C33/10
• 代理公司: 北京瑞成興業知識產權代理事務所(普通合伙) 11288
• 代理人: 徐云瑞

技術領域

本發明涉及一種新型的鑄鐵球化劑，特別是一種適用于各種鑄鐵件的新型球化劑。

背景技術

由于球墨鑄鐵具有良好的綜合機械性能，工業上使用球墨鑄鐵迄今已有50余年的歷史了，而且這種產品目前仍被大量使用。

球墨鑄鐵是通過往鑄鐵熔體中添加球化劑而制成的。所述球化劑的種類很多，最常用的是Si-Mg-Ca系的球化劑，比如，201010598256.9號中國發明專利申請公開了一種球化劑，它含有36-45%的鎂、23-40%的硅、2-8%的鈣、6-10%稀土及余量的鐵。本申請人根據實驗認為，上述球化劑的成分設計尚有可商榷之處，其中鎂的含量過高，可能導致鐵水中的鎂殘留量高，結果一部分鎂在晶界處析出并與晶界處的碳、磷等雜質形成MgC2、Mg2C3、Mg3P2等夾雜物；稀土族元素雖然對石墨的球化有作用，但球化作用顯著的稀土元素是輕稀土元素中的鈰和重稀土元素中的釔，因此，不加區別地使用混合稀土作球化劑會使球化效果不穩定；其次，鈣的含量偏低，會導致鎂和稀土元素在鐵水中的殘留量不足。

發明內容

本發明是立足于現有技術的基礎上，針對其不足所作的一種改進。本發明仍選用現有技術中常用的球化元素，因而其發明點主要不在于對球化元素的選擇，而在于對所述球化元素含量的重新確定。

本發明提供一種新型的鑄鐵球化劑，其組成為（按重量百分比計，下同）：5-10%的鎂、20-25%的硅、10-15%的鈣、8-12%的釔及余量的鐵。

本發明還提供另一種新型的鑄鐵球化劑，其組成為（按重量百分比計，下同）：5-10%的鎂、20-25%的硅、10-15%的鈣、5-9%的鈰及余量的鐵。

上述兩種球化劑中的鎂是最常用的球化元素，它能夠促進鑄鐵中的石墨球狀化。增加鐵水中的鎂含量有助于石墨的球化，但在鐵水凝固時，鎂具有偏析于晶界的傾向，而且，鎂在鑄鐵中的殘留量越高，這種傾向也就越強烈，因而本發明將鎂含量限定在5-10%的范圍內；

稀土族元素對促進鑄鐵中石墨的球化有顯著作用，但不是17種稀土元素均有此種作用，只有釔和鈰具有較強的、明顯的促進石墨球化的功能。鐵水中釔或鈰含量偏低時，會出現不規則的石墨，如蠕蟲狀石墨，但鐵水中釔或鈰含量過高時，則有白口傾向，而且石墨的圓整度也將變差，因而本發明將釔和鈰的含量分別限定在8-12%和5-9%的范圍內；

硅是強石墨化元素，因而它間接地促進石墨的球化。不僅如此，硅還能夠細化晶粒和提高石墨球的圓整度，但其含量過高時則會降低鑄鐵的脆性轉變溫度，因此本發明將硅含量限定在20-25%的范圍內；

鈣對于氧和硫的親和力大于鎂、釔或鈰與氧和硫的親和力，球化劑中含有一定量的鈣有助于防止其中的鎂、釔或鈰與鐵水中的氧和硫進行反應，也就是說，鈣“保護”了鎂、釔或鈰，從而提高了鎂、釔或鈰的球化效率。但當鈣含量過大時，所得鑄鐵的白口傾向明顯增加，所以本發明將鈣的含量限定在10-15%的范圍內。

現將本發明上述鑄鐵球化劑的生產工藝陳述于下：

首先用現有技術的礦熱爐冶煉硅鐵合金，然后將所得的合金在感應爐中與鎂、釔或鈰及附加的廢鋼混合熔煉，從而制得本發明的鑄鐵球化劑。本發明涉及的礦熱爐及感應爐冶煉工藝均屬現有技術中的常規工藝，此種工藝已為本技術領域中的普通技術人員所熟知，所以，盡管本申請人沒有提供相關的詳細技術細節，所述技術人員只要得知所述球化劑的成分，就可自行確定相關的技術參數，將該球化劑順利地制備出來。

具體實施方案

下面通過實施例進一步說明本發明

實施例1

將礦熱爐冶煉的72號硅鐵倒入鐵水包中，然后再將該硅鐵熔體傾入工頻感應爐中。所述感應爐事先已置有硅-鈣合金、金屬鎂、金屬釔和清潔廢鋼。上述物料在所述工頻感應爐中經完全熔化和均勻攪拌后，得到本發明的Si-Mg-Ca-RE球化劑,其組成為：Mg8%、Si23%、Ca12%、Y10%及余量的Fe。

實施例2

重復實施例1的工藝步驟，但用金屬鈰取代實施例1中的金屬釔。所得的球化劑的組成為：Mg9%、Si21%、Ca11%、Ce19%及余量的Fe。

使用上述實施例1或2的球化劑對鑄鐵進行球化處理，可使所述鑄鐵的球化率達到98%以上；石墨的大小達到6級以上、機械性能完全符合技術規范的要求。