[發(fā)明專(zhuān)利]一種高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵鑄件用孕育劑的生產(chǎn)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710519359.3
• 申請(qǐng)日: 2017-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107262683A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張家俊
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 馬鞍山市興隆鑄造有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B22D1/00
• 分類(lèi)號(hào): B22D1/00;C21C1/08
• 代理公司: 安徽合肥華信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵鑄件用孕育劑的生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

發(fā)動(dòng)機(jī)等高強(qiáng)度薄壁鑄件需要具有較高的強(qiáng)度、均勻性和致密性，生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)度薄壁鑄件，控制鑄鐵凝固時(shí)形成的石墨的形態(tài)和基體組織是至關(guān)重要的。孕育處理是生產(chǎn)工藝中最重要的環(huán)節(jié)之一，通過(guò)在鐵液中加入一定量的孕育劑，在鐵液中形成大量晶核核心，使晶粒細(xì)化，提高鑄件的強(qiáng)度、塑性和韌性。其中，孕育劑的性能對(duì)鑄件的強(qiáng)度和均勻性至關(guān)重要。常規(guī)工藝生產(chǎn)的孕育劑由于粒度較大，對(duì)灰鑄鐵基體晶粒組織的細(xì)化效果有限，提升鑄件強(qiáng)度的效果不佳；納米級(jí)孕育劑如納米碳化硅雖然具有優(yōu)良的生核能力，晶粒細(xì)化效果好，但是不易被鐵液吸收，而且在鐵液中分散性能差，容易碰撞團(tuán)聚并長(zhǎng)大，從而影響基體組織的均勻性。為了適應(yīng)高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵件的孕育處理，需要孕育劑既具有優(yōu)良的晶粒細(xì)化效果，同時(shí)保證鑄件的基體組織均勻性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的就是為了彌補(bǔ)已有技術(shù)的缺陷，提供一種既具有優(yōu)良的晶粒細(xì)化效果，又能保證鑄件的基體組織均勻性的高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵鑄件用孕育劑的生產(chǎn)方法。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵鑄件用孕育劑的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

（1）將按重量百分比計(jì)65-75%的Si，0.5-1%的Zr，0.5-1%的Re，0-0.5%的Al，1.5-2.5%的Ba，0.5-0.8%的Ca，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)的原料進(jìn)行混合熔煉，冷卻至室溫后粉碎研磨，制成平均粒徑為200-300μm的合金粉末；

（2）將1-2重量份納米碳化硅與0.5-1重量份聚乙烯吡咯烷酮加入100-150重量份水中超聲分散5-10min，然后加入10-15重量份步驟（1）得到的合金粉末混合攪拌均勻，噴霧干燥后于100-120℃保溫處理2-4h，冷卻后得到高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵鑄件用孕育劑。

所述步驟（1）中的熔煉溫度為1400-1500℃。

所述步驟（1）中的熔煉時(shí)間為5-10min。

所述步驟（2）中的噴霧干燥條件為：進(jìn)口溫度200-250℃，出口溫度120-140℃。

一種高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵鑄件的鑄造方法，在鐵水澆注時(shí)隨流加入相對(duì)于鐵水質(zhì)量0.2-0.4%的所述高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵鑄件用孕育劑進(jìn)行孕育處理。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明先將按重量百分比計(jì)65-75%的Si，0.5-1%的Zr，0.5-1%的Re，1-1.5%的Al，1.5-2.5%的Ba，0.5-0.8%的Ca，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)的原料進(jìn)行混合熔煉后制成平均粒徑為200-300μm的合金粉末，然后與納米碳化硅的水分散液混合并噴霧干燥，將納米碳化硅摻雜到合金粉末中，得到高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵鑄件用孕育劑。本發(fā)明通過(guò)化學(xué)成分的選擇使孕育劑能高效促成A型石墨、減少白口、縮松缺陷，改善薄壁鑄件中石墨的形態(tài)和分布狀況，并且具有良好的抗衰退作用；通過(guò)噴霧摻雜將納米碳化硅牢固地結(jié)合在合金粉末表面，有利于提高納米碳化硅在鐵液中的分散均勻性，既能促進(jìn)灰鑄鐵中共晶團(tuán)的生核，增加了共晶團(tuán)數(shù)量，細(xì)化晶粒，提高基體強(qiáng)度，又不影響基體組織的均勻性。本發(fā)明制得的孕育劑既具有優(yōu)良的晶粒細(xì)化效果，提高鑄件的強(qiáng)度，又能保證鑄件的基體組織均勻性，減少鑄件內(nèi)部缺陷的發(fā)生，適合應(yīng)用于高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵鑄件的孕育處理。

具體實(shí)施方式

一種高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵鑄件用孕育劑的生產(chǎn)方法，包括以下步驟：

（1）將按重量百分比計(jì)65%的Si，0.5%的Zr，0.5%的Re，0.5%的Al，1.5%的Ba，0.5%的Ca，余量為Fe以及不可避免的雜質(zhì)的原料進(jìn)行混合熔煉，冷卻至室溫后粉碎研磨，制成平均粒徑為200μm的合金粉末；

（2）將1重量份納米碳化硅與0.5重量份聚乙烯吡咯烷酮加入100重量份水中超聲分散5min，然后加入10重量份步驟（1）得到的合金粉末混合攪拌均勻，噴霧干燥后于100℃保溫處理2h，冷卻后得到高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵鑄件用孕育劑。

所述步驟（1）中的熔煉溫度為1400℃。

所述步驟（1）中的熔煉時(shí)間為5min。

所述步驟（2）中的噴霧干燥條件為：進(jìn)口溫度200℃，出口溫度120℃。

一種高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵鑄件的鑄造方法，在鐵水澆注時(shí)隨流加入相對(duì)于鐵水質(zhì)量0.2%的所述高強(qiáng)度薄壁灰鑄鐵鑄件用孕育劑進(jìn)行孕育處理。