[發(fā)明專利]一種含輕稀土金屬的孕育劑及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910212032.0
• 申請日: 2019-03-20
• 公開（公告）號: CN109811108A
• 公開（公告）日: 2019-05-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳明;何賽洲
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇亞峰合金材料有限公司
• 主分類號: C21C1/10
• 分類號: C21C1/10;C22C33/08
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 吳庭祥

本發(fā)明公開了一種含輕稀土金屬的孕育劑及其制備方法，包括重量百分計的硅65?75％，鈰0.8?5％，錳0.2?3％，鋁0.4?2.6％，鈣0.8?3％，鐵15?30％。本發(fā)明含輕稀土金屬的孕育劑通過將鈰元素和硅、錳、鋁、鐵元素復(fù)合，發(fā)揮各元素自身孕育能力的同時，進(jìn)一步進(jìn)行協(xié)同作用，中和有害元素的作用，產(chǎn)生穩(wěn)定的金屬間化合物，且對硫和氧有強(qiáng)親和力，從而生成高度穩(wěn)定的氧化物、硫化物和硫氧化物。在整個凝固區(qū)間內(nèi)，此類含鈰的化合物都有助于改善生核條件，有益于孕育處理過程；能夠降低多元合金熔點(diǎn)便于在鐵液中擴(kuò)散和吸收，細(xì)化奧氏體枝晶，提高鑄鐵強(qiáng)度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種含輕稀土金屬的孕育劑及其制備方法，屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鑄鐵是含碳大于2.1％的鐵碳合金，它是將鑄造生鐵(部分煉鋼生鐵)在爐中重新熔化，并加進(jìn)鐵合金、廢鋼、回爐鐵調(diào)整成分而得到。與生鐵區(qū)別是鑄鐵是二次加工，大都加工成鑄鐵件。鑄鐵件具有優(yōu)良的鑄造性可制成復(fù)雜零件，一般有良好的切削加工性。另外具有耐磨性和消震性良好，價格低等特點(diǎn)。

目前，提高灰鑄鐵的性能，常采取下列幾種措施：

(1)化學(xué)成分的合理選配

灰鑄鐵的含碳量大多在2.6％～3.6％，含硅量在1.2％～3.0％，碳硅都是強(qiáng)烈地促進(jìn)石墨化的元素，可用碳當(dāng)量CE來說明它們對灰鑄鐵金相組織和力學(xué)性能的影響。提高碳當(dāng)量促使石墨化變粗，數(shù)量增多，強(qiáng)度和硬度下降。降低碳當(dāng)量可減少石墨數(shù)量，細(xì)化石墨,增加初析奧氏體枝晶，從而是提高灰鑄鐵力學(xué)性能時常采取的措施。但降低碳當(dāng)量會導(dǎo)致鑄造性能降低,鑄件斷面敏感性增大，鑄件內(nèi)應(yīng)力增加,硬度上升加工困難等問題，因此必須輔以其它的措施。

(2)改變爐料組成

灰鑄鐵的爐料一般由新生鐵、廢鋼、回爐料和鐵合金等組成。加入廢鋼，降低鐵液含碳量，可以提高灰鑄鐵的力學(xué)性能，在生不同牌號灰鑄鐵時將加入不同比例的廢鋼作為保證材質(zhì)性能的一個控制指標(biāo)。近年來由于工業(yè)發(fā)達(dá)國家廢鋼供應(yīng)十分充裕，價格也遠(yuǎn)較新生鐵便宜，于是發(fā)展了不用新生鐵而只用廢鋼和回爐料，用增碳方法調(diào)節(jié)碳量的合成鑄鐵及其冶煉方法。合成鑄鐵不僅能降低成本，而且在同樣的化學(xué)成分下能獲得更好的力學(xué)性能。

(3)、鐵液過熱處理

溫度、化學(xué)成分、純凈度是鐵液的三項主要冶金指標(biāo)，而鐵液溫度的高低又直接影響到成分和純凈度。鐵液溫度的提高有利于提高流動性、獲得健全鑄件，降低廢品率，而且在一定范圍內(nèi)有利于力學(xué)性能的改善。

(4)、鐵液孕育處理

孕育處理就是在鐵液進(jìn)入鑄件型腔前，把孕育劑附加到鐵液中以改變鐵液的冶金狀態(tài)，從而改善鑄鐵的顯微組織和性能，而這些性能的改善并不能由于加入孕育劑后鐵液化學(xué)成分的變化來解釋。隨著孕育劑、孕育方法的改進(jìn)，孕育處理已是現(xiàn)代鑄造生產(chǎn)中提高鑄鐵性能的重要手段。

現(xiàn)有的孕育處理存在如下缺點(diǎn)：1、機(jī)械混合的孕育劑成分不均勻，存在成分偏析，生產(chǎn)出的鑄件性能不一致；2、混合孕育劑的實(shí)際使用效果往往不如單獨(dú)使用一種孕育劑的效果明顯，不能很好的發(fā)揮出孕育劑中元素應(yīng)有的作用；3、較高的鈣含量和鋁含量對鐵水的孕育效果較差，而且鈣和鋁有強(qiáng)烈的還原作用，與鐵水中的硫和氧元素反應(yīng)形成氧化渣，影響鐵水質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種夠防止有效元素偏析，有效發(fā)揮稀土金屬孕育效果的鑄鐵用孕育劑。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種含輕稀土金屬的孕育劑，包括以下重量百分比的組分：

硅 65-75％；

鈰 0.8-5％；

錳 0.2-3％；