[其他]用碲化物合金促进铸铁白口化

说明书

本发明为用于铸造领域的碲化物合金。这些碲化物合金克服了元素碲在铸造工业生产中不易控制的弱点，其特征在于具有比碲高的熔点，因而在使用中氧化烧损少，吸收率高且稳定，具有比折算等量的碲更强的促进白口化作用，同时还能改善铸件的机械性能。当用于大型铸件的铸渗工艺时，可简化工艺，减少白口偏差，提高成品率。使用碲化物合金来代替碲具有显著的经济效益。

冷硬铸铁和白口铁因其硬度高、成本低而在耐磨材料中越来越占有重要位置。广泛用于矿山、水泥、纺织机械和各类轧辊、辊筒以及要求耐磨的各类零、部件。已有的白口铁和冷硬铸铁多是不含碲的，或虽含碲但不是作为一种必备元素加入，而是作为一种补救措施，如生产轧辊时，在炉前从铁水中取样浇注试片，根据试片上的白口深度判断铁水的激冷性能是否符合要求，若白口深度不足，则往铁水中加碲，增加白口深度。

促进白口的元素通常有钨、锰、钼、铬、锡、钒、硫、硼、碲等。其中碲是白口化作用最强的元素，差不多是铬的150倍，在白口铁或冷硬铸铁中使用碲时，它的加入量一般也仅为几十个ppm。因此，开发含碲铸铁是一项很有实用价值的工作。在已有技术中，利用碲促进白口化有两种方法，1、直接加入法;2、铸渗工艺法。可是，碲是一种不但熔点低而且沸点也低的元素，其熔点为453℃，沸点为990℃。因此，用直接加入法向铁水中加碲生产白口和耐磨铸件时，不仅会因反应剧烈造成翻腾和大量气化、氧化，致使吸收率大大降低，而且还会因铁水温度的波动造成吸收率的较大波动，使生产难以控制，废品增加。当采用铸渗工艺法时，可较好地解决上述问题。它突出的优点是反应平稳，吸收率增加。但也存在着不足，这就是由于碲的熔点低，而使其过早地熔入铁水，在充型过程中被流动的铁水带走，以致产生白口层厚度不均匀。要消除这种不均匀现象。需对浇注温度、涂层厚度和加入的碲量严加控制，从而增加了生产控制上的难度。而其它一些熔点较高的促进白口元素，如钨，钼，铬等，由于它们的熔点大大高于铁水的温度，常产生不能熔入铁水等现象，同时它们又不能作为微量元素起作用，所以上述两种工艺方法通常不使用这些元素。

本发明的基本思想是开发一种既能克服碲的熔点低，氧化烧损大，吸收率低且不稳定，因而不利于生产控制的弱点，又能保持碲的强烈促进白口化作用的性能的物质。试制成功的碲化物合金能够满足上述要求。碲化物合金是以碲与某些金属元素的化合物为主的合金，其特征在于具有比碲高且比钨等元素低的熔点，因而在处理铁水过程中氧化烧损少，吸收率高且稳定;具有比折算等量的碲更强的促进白口化作用;促进白口化的同时还能改善铸件的机械性能;用于大型铸件的铸渗工艺时，可简化工艺，提高成品率。这些碲化物合金如下：碲化锑合金，熔点600～620℃;碲化锡合金，熔点770～790℃;碲化铜合金，熔点840～855℃，碲化铝合金，熔点870～895℃;碲化钴合金，熔点1000～1010℃，或其它碲化物合金等等。这些碲化物合金除能促进白口外，还有其它一些有益的作用，锑和锡是有效的珠光体促进元素，能够提高冷硬铸铁灰口组织的机械性能。铜能增加珠光体的含量，同时能细化珠光体及强化珠光体中的铁素体，因而亦能增加冷硬铸铁灰口组织的机械性能。铝对白口层硬度的影响比铜大，它是通过强化基体而使硬度提高。钴在铁中以固溶形式存在，起固溶强化作用，提高强度和硬度。

本发明的特点如下：

1.碲化物合金的熔点均高于纯碲的熔点，其沸点也比纯碲有不同程度的提高，因此熔入铁水的速度较纯碲慢，作用稳定。这样既避免了直接加入铁水中时引起的剧烈翻腾和氧化，又避免了过早地熔入铁水造成白口厚度不均匀，生产上易控制。熔点越高的碲化物合金，该特点越显著。通常碲化物合金的熔点在500℃至1300℃范围之内，实际应用证明选择熔点在1000℃左右的碲化物合金效果最佳。

2.由于提高了碲的吸收率，故碲化物合金在折算含碲的数量与纯碲相等时，具有比纯碲更大的促进白口作用。一般可增大作用10～30%。

3.碲化物合金中与碲形成化合物的金属元素具有强化组织的作用，故使用碲化物合金时，不但能有效地促进白口，同时还强化了基体组织，提高了铸件整体的机械性能。