[發(fā)明專利]判定鑄鐵鐵水特性的方法

無效

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• 申請日: 1996-05-14
• 公開（公告）號: CN1059243C
• 公開（公告）日: 2000-12-06
• 發(fā)明（設計）人: 菅野利猛;巖橋淳;佐原榮一;平岡秀孝;森中真行;杉江恒治;久保田泰司
• 申請（專利權）人: 株式會社木村鑄造所;日本薩布蘭斯探測工程株式會社
• 主分類號: C22C37/00
• 分類號: C22C37/00;G01N25/06
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 楊宏軍

本發(fā)明涉及判定鑄鐵特性的方法，更詳細地說，是涉及鑄造鑄鐵之前在爐前判定被鑄造的鑄鐵鐵水特性的方法。

鑄鐵與鑄鋼不同，只能測定鐵水的化學成分，而不能判定其性質。也就是，這是因為鑄鐵是石墨和鋼的復合材料，因此根據(jù)結晶的石墨的分布、形狀、石墨化程度，其性質也有所不同。

以前，為了得知這種石墨的分布、形狀和石墨化程度，在鑄鐵鐵水凝固后，采用顯微鏡或超聲波裝置對它進行測定，除此而外，沒有適宜的方法。

然而，上述方法是通過將鑄鐵鐵水注入鑄模后的測定檢查進行的，因此這不是一種能在注入前預知鑄造后鑄鐵特性的確切方法。

此外，在注入鐵水時一般要進行激冷化試驗，但這只不過是為了通過它來確認打算制造的鑄件薄壁部分是否激冷，只不過簡單地知道鐵水的部分特性。

在鐵-碳系平衡狀態(tài)，可以確認石墨共晶溫度(穩(wěn)定系共晶溫度)為1153℃，滲碳體共晶溫度(準穩(wěn)定系共晶溫度)為1147℃，但是這兩者都是在平衡狀態(tài)的理想數(shù)值，不能根據(jù)這兩者來判定鐵水的特性，以及將它們應用于判定。

另外，這兩者的共晶溫度根據(jù)鑄鐵中的硅及鉻(Cr)的含量而有所不同，這也是眾所周知。也就是，鑄鐵中的硅含量如果增加，石墨共晶溫度上升而滲碳體共晶溫度降低；如果鉻含量增加，則滲碳體共晶溫度上升。

因此，本發(fā)明的發(fā)明者們利用鑄鐵鐵水的冷卻曲線研究出，根據(jù)鑄鐵鐵水的共晶凝固溫度和石墨共晶溫度，與滲碳體共晶溫度的關系，來判定鑄鐵的特性。

可是，作為公知技術利用鑄鐵鐵水的冷卻曲線的方法，是一種在鐵水中添加碲(Te)后進行滲碳體共晶凝固，測定鐵水凝固開始初晶溫度和滲碳體共晶溫度后，由其冷卻曲線求出鐵水中的碳(C)及硅(Si)值的利用滲碳體共晶的方法。

還有日本國平成5年專利申請第280664號，中華人民共和國專利申請第94117148.5號，美國專利申請第08/320420號。

在上述的先有技術中，測定上述滲碳體共晶溫度的方法，在含有微量元素的除碳和硅以外鐵水的所有化學成分都不變化的情況下，可以在某種程度上求得碳值和硅值，但在鐵水化學成分即使有很小的變化時，由于滲碳體共晶溫度也變化，因此很難判定碳值和硅值。

而且，按照測定滲碳體共晶溫度的方法，是一種根據(jù)凝固開始初晶溫度求碳當量(CE＝C+1/3Si)后，由滲碳體共晶溫度求硅值的聯(lián)立方程，因此，對鑄鐵來說，不能對重要的錳(Mn)進行分析。

鑄鐵即使其鐵水成分相同，根據(jù)其特性和冷卻速度不同，鑄鐵的性質也有很大的差異，因此很多情況依賴于經驗技術，特別是共晶晶胞數(shù)，拉伸性、強度及硬度等，是在凝固后根據(jù)試驗測定，要按鐵水狀態(tài)來判斷這些性質是極其困難的。

而且，在前述的先有技術中，利用顯微鏡和超聲波裝置，不能在爐前進行方便的測定，而且還需要專門技術人員等，這是不利的。

考慮上述先有技術的各種問題后，本發(fā)明的重要目的在于提供一種方法，該方法可在將鑄鐵鐵水注入鑄模之前，在爐前迅速而準確地判定由此而鑄成的鑄件的性質。

本發(fā)明的另一個目的在于提供一種方法，該方法可根據(jù)鑄鐵鐵水的滲碳體共晶溫度和石墨共晶溫度以及鐵水自身的共晶凝固溫度的變化，判定鑄鐵的特性。

為了達到上述目的，本發(fā)明的特征在于，使用3個用于對鑄鐵鐵水進行熱分析的取樣容器，在其第一個取樣容器中添加激冷化劑，將鐵水注入該第一個容器中后，根據(jù)其熱分析測定滲碳體共晶溫度(TEC)和；在其第二個容器中不加任何添加劑地注入鐵水，根據(jù)其熱分析測定鐵水自身的共晶凝固溫度變化；進而在第三個容器中添加石墨化促進劑后注入鐵水，根據(jù)其熱分析測定石墨共晶溫度(TEG)；根據(jù)相應于上述鐵水共晶凝固溫度變化范圍的上述滲碳體共晶溫度(TEC)和上述石墨共晶溫度(TEG)的關系，判定上述鑄鐵鐵水的特性。

作為在第一取樣容器中添加的激冷化劑，使用碲(Te)，碲的量相對于注入該取樣容器中的鑄鐵鐵水的重量約0.2～1.0％。也可以將碲添加量的約50％以下，規(guī)定為硒(Se)、鉍(Bi)及鉻(Cr)。??

在這種情況下，如果硅的含量在30％(重量)以下，促進石墨化的能力則會降低。如果硅的含量在97％(重量)以上，則會由于硅的純度過高而使石墨化促進能力不足。碳是促進石墨化的有效元素，如果其含量在30％(重量)以下，則石墨化促進能力不足。

本發(fā)明經過許多實驗，結果確認，打算鑄造的鑄鐵鐵水的特性，根據(jù)鐵水自身進行共晶凝固的石墨共晶溫度和滲碳體共晶溫度之間的溫度的位置而決定。