[其他]可鍛鑄鐵催化法低溫退火及催化用劑

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87101993
• 申請日: 1987-03-16
• 公開（公告）號: CN87101993A
• 公開（公告）日: 1988-09-28
• 發(fā)明（設計）人: 范文瑞
• 申請（專利權）人: 范文瑞
• 主分類號: C21D5/14
• 分類號: C21D5/14
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 蔡民軍

本發(fā)明涉及金屬熱處理方法，更具體地說，是涉及到可鍛鑄鐵在催化劑氣氛作用下的一種低溫快速退火方法及其催化用劑的制造方法。

眾所周知，可鍛鑄鐵退火溫度高、周期長，溫度高達960℃甚至980℃，以致引起鑄件嚴重變形或損壞，周期長達五、六十小時，有些工藝長達70～120小時，這樣不僅造成生產效率低，退火件成品率低、質量差，同時還帶來能耗高、退火箱及退火爐壽命短等缺點，所以人們一直在探索降低退火溫度、縮短退火周期、提高產品質量的方法，但一直未取得明顯進展。

四十年代，可鍛鑄鐵采用了還原、可控氣氛或惰性氣氛退火，但這種方法只起到保護鑄件不受或少受氧化的作用，對降低退火溫度及縮短周期沒起多大作用。六十年代范文瑞工程師首次在石家莊柴油機廠利用金屬鋅氣氛進行可鍛鑄鐵催化退火，使周期從80～120小時縮短到24～32小時，并在七十、八十年代廣泛應用。鋅氣氛退火雖有如節(jié)煤，可提高退火件機械性能、周期短等優(yōu)點（見“可鍛鑄鐵通訊”84年11期及“鋅氣氛退火資料匯編”），但因鋅的沸點為907℃，故不能用于低于910℃的低溫退火，退火溫度偏高（高溫采用960～980℃）未得到解決，同時需耗金屬鋅，不利節(jié)省金屬鋅資源。近年國外報導（見“可鍛鑄鐵通訊”84年11期4頁），適當改變白口坯化學成份，使含硅提高到1.8%，在含鉍0.01%基礎上添加形核原素硼及鋁，可在不改變退火周期下使退火溫度從920℃降低到820℃，印度P.L.poy等研究表明，經氯化鈉處理的鐵水澆成的白口坯件，在700℃退火60～90小時，可得到鐵素體可鍛鑄鐵，但是，這些研究均未用于實際生產，且既使應用于生產也因其寄托于化學成份的改變及孕育處理，使現行通用成份的可鍛鑄鐵件仍無法采用低溫退火。

本發(fā)明目的是提供一種新型催化劑的制造方法及應用該催化劑對金屬進行熱處理的方法，它可擺脫單純依靠能量（動能、內能）變化促使退火過程石墨化完成的途徑，而采取利用催化作用促使?jié)B碳體分解加快，達到縮短退火周期、降低退火溫度、提高退火質量的目的。本發(fā)明特征是利用活性碳與有機硅化物、或/和無機可溶硅化物，最好再加石墨化元素的化合物進行反應，水解、風干、燜放而制成的催化劑，它能在低溫退火石墨化溫度下線700℃以下氣化，可滲入鑄件內，可在700℃后分解產生有強烈催化滲碳體分解作用的羰基、酮基、碳硅鍵合物及其游離的碳及硅鍵原子，等活性原子及基團。本發(fā)明不同于金屬氣氛或可控氣氛熱處理，自行設計了一套利用FD-1催化劑氣氛進行熱處理的獨特工藝，將原可鍛鑄鐵退火分離、低溫兩段保溫進行石墨化的方式，改為一次保溫石墨化式;將退火高溫使用溫度由原來930°～980℃，改為830°～890℃，以及高溫保溫采用平臺式及上升式。本發(fā)明催化劑的加入，是在退火件裝箱時把它放入退火箱內，而后與退火件一起加蓋密封退火，這樣退火進入高溫后催化劑便氣化滲入退火件內部，分解產生活性原子及基團，催化促使?jié)B碳體分解使石墨化迅速完成，催化劑加入量按退火箱容積計算，即每立方米加入500～1000克。本發(fā)明退火周期由原高溫下（930°～980℃）五、六十小時，縮短到低溫（830°～890℃）電爐9～14小時，一般爐20～30小時。現通過實例結合附圖對本發(fā)明作更詳細具體的說明。

圖一：為本發(fā)明的第一個實施例，表示使用電爐進行催化低溫退火的工藝過程圖;

圖二：為本發(fā)明的第二個實施例，表示使用普通退火爐進行催化低溫退火的工藝過程圖;

圖三：為本發(fā)明第三實施例，表示使用大型退火爐進行催化低溫退火的工藝過程圖。

普通退火爐采用8噸活底占式煤粉爐內實施，大型退火爐采用15噸活底占式煤粉爐內實施，電爐采用箱式實驗爐內實施，但本發(fā)明不限于這些實施例，現對具體工藝加以說明。

為便于了解，先將原理作如下扼要闡述。

有機硅化物三氯硅甲烷是比水重的液體，由于si-cl鍵易斷裂性質活潑，易水解或醇解，其水解產物為硅原子上連有三個羥基的硅醇。