[發明專利]一種灰鑄鐵孕育劑的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201510725646.0
• 申請日: 2015-10-30
• 公開（公告）號: CN105238987A
• 公開（公告）日: 2016-01-13
• 發明（設計）人: 韓崗;馬銀強;林志國
• 申請（專利權）人: 成都宏源鑄造材料有限公司
• 主分類號: C22C33/08
• 分類號: C22C33/08;C21C1/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及鑄造領域，尤其涉及一種灰鑄鐵孕育劑的制備方法，以及其在鑄造領域的應用。

背景技術

孕育劑有可促進石墨化，減少白口傾向，改善石墨形態和分布狀況，增加共晶團數量，細化基體組織，使球鐵石墨圓整，減少或消除激冷，防止表面游離滲碳體的形成,均勻組織，提高力學性能等優點，其在鑄鐵領域得到了廣泛地應用。

灰鑄鐵基本上是由鐵、碳和硅組成的共晶型合金，其中，碳主要以石墨的形態存在。灰鑄鐵是鑄鐵領域的應用十分廣泛的鑄鐵材料之一，因其良好的鑄造性，良好的耐磨性，良好的切削加工性能，表面光潔，消振性高，低的缺口敏感性，在工業領域得到了廣泛地應用。

目前，大多數生產廠家使用75硅鐵孕育劑作為孕育劑生產灰鑄鐵，但是這些產品存在孕育時間短、耐磨性差、硬度低，抗拉強度低、斷面不均勻，易產生白口等缺點，造成產品不穩定，不能滿足一些需要高硬度的機器鑄件的要求。

為了改善上述不足，部分廠家開始在硅鐵孕育劑中增加其它材料制備復合孕育劑，如鉻、銅等，然而，在添加上述材料時，會引入新的問題。如添加鉻將增大白口組織形成的幾率，進而導致灰鐵硬度下降，添加銅不但在改善灰鐵性能方面得不到很好的效果，反而大大增加了制備孕育劑的成本。

發明內容

本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種孕育效果好，孕育后灰鑄鐵的孕育時間、耐磨性、抗拉強度、斷面均勻程度均大幅提高的孕育劑的制備方法。

本發明的另一目的在于提供一種上述灰鑄鐵孕育劑在鑄造方面的應用。

為達到上述目的，本發明采取以下技術方案：

一種灰鑄鐵孕育劑的制備方法包括以下步驟：

(1)按質量百分比66～70％的Si，1～3％的Zr，1～2％的Ca，0～2.5％的Mn，Fe₃O₄：0.5～1.5％以及余量為Fe以及不可避免的微量元素混合均勻，粉碎；

(2)將粉碎的合金原料均勻后放入真空電爐中，用氬氣置換爐內空氣，升溫至1300℃～1500℃熔煉5～10min，熔煉的過程中不停攪拌，至原料混合均勻；

(3)真空冷卻形成塊體，將塊體粉碎成平均粒徑為200～500μm的合金粉末。

上述灰鑄鐵孕育劑在鑄鐵中的應用，需通過三次孕育處理得到所需鑄件。

進一步，第一次孕育時，在容器內加入質量相當于鐵水總質量0.04％，粒徑為400～500μm的孕育劑。

進一步，當加入的鐵水達到容器體積的二分之一時，均勻撒入鐵水總質量0.02％，粒徑為300～400μm的孕育劑，進行第二次孕育處理。

進一步，當加入的鐵水達到容器體積的四分之三時，隨鐵水加入鐵水總質量0.02％，粒徑為200～300μm的孕育劑。

進一步，所述鐵水的溫度為1200～1400℃。

進一步，首次向容器中加入鐵水到容器中盛滿鐵水的時間控制在10min之內。

本發明提供的上述灰鑄鐵孕育劑技術方案具有以下有益效果：Zr有脫氧作用，有利于提高鐵液的流動性，能減輕鑄鐵的白口傾向，促成均細小的A型石墨；Si、Zr生成氮化物，減少過量溶解氮含量，組織鐵水可逆吸氮，抑制孕育衰退，防止白口傾向；Mn是一種反石墨穩定細化珠光體元素，其含量在1％左右，其作用是與增加結晶核心，提高孕育效果；Ca屬堿土金屬，Ca能生成氧化物、硫化物、氮化物，造渣凈化鐵液和構成晶核內物質；通過添加Fe₃O₄能夠增加共晶核數，可以在孕育劑添加量低的情況下獲得較好的抑制碳化鐵的能力，并改善了重現率及穩定性，延長了孕育時間；細化的孕育劑結構(200～500μm)能夠均勻分散在鐵水中，增大其余鋼水的接觸面積，提高孕育效率，孕育時間過長，會降低形核能力，為防止孕育劑的衰退，首次向容器中加入鐵水到容器中盛滿鐵水的時間控制在10min之內。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。

實施例1(制備)

按重量百分比計66％的Si，3％的Zr，2％的Ca，2.5％的Mn，1.5％的Fe₃O₄以及25％的Fe混合均勻后放入真空電爐中，用氬氣置換爐內空氣，升溫至1300℃，熔煉5min，熔煉的過程中不停攪拌，至原料混合均勻；真空冷卻形成塊體，將塊體粉碎成平均粒徑為200μm的合金粉末即可。

實施例2(制備)