[发明专利]一种球墨铸铁用球化剂及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201310116631.5 申请日: 2013-04-03
公开(公告)号: CN103194562A 公开(公告)日: 2013-07-10
发明(设计)人: 刘宪民;刘明亮;焦守民;郭宏涛;周长猛 申请(专利权)人: 山东汇丰铸造科技股份有限公司
主分类号: C21C1/10 分类号: C21C1/10;C22C30/00;C22C38/02
代理公司: 济南诚智商标专利事务所有限公司 37105 代理人: 王汝银
地址: 250204 山东省*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 一种 球墨铸铁 用球化剂 及其 制备 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及球墨铸铁生产技术领域,尤其是一种球墨铸铁用球化剂及其制备方法。

背景技术

球墨铸铁是一种通过球化和孕育处理得到球状石墨,有效地提高铸铁机械性能,特别是提高塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁机械性能接近于钢,耐磨性、减震性优于钢,正是基于其优异的性能,已成功地用于一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。所谓“以铁代钢”,主要指球墨铸铁。2012年我国球墨铸铁产量已达1400万吨,其市场需求逐年增加。

球化剂是球墨铸铁生产的关键材料,其对球铁的组织、性能及生产工艺稳定性、生产成本等有重大影响。尽管国内外球化剂的种类很多,但在国内目前应用最多的还是稀土镁类球化剂。

目前国内外球化剂主要有以下几类:(1)纯镁:这是国外常用的球化剂,压力加镁制取球铁,国内的生产装备很难控制,国内应用比较少。(2)铜镁、镍镁:我国早期使用的该合金,但成本高,回炉料中铜和镍积累难以控制,造成韧性下降。(3)硅镁铁合金:该球化剂是用于处理硫和反球化元素含量较低的铁水,浇注中等断面厚度的铸件。目前在国内要大批量用于制造球墨铸铁将会与我国铸造企业的生产条件和原材料采购产生一定的矛盾。(4)稀土镁类合金:包括稀土硅镁、稀土钙镁、稀土铜镁等合金,是我国工程技术人员立足我国实际,在六十年代初研制开发的稀土镁类系列合金球化剂,它们综合了各种球化元素的优缺点,尤其是稀土镁钙合金,是目前国内应用量大面广的主要球化剂,从而走出了一条适合我国国情的球墨铸铁制造技术道路。但是由于该种球化剂对稀土依赖度高,在当前稀土价格不断攀升的情况下,其制备成本也大幅增加。

发明内容

本发明的目的在于提供一种球墨铸铁用球化剂及其制备方法,该球墨铸铁用球化剂及其制备方法在深入分析稀土元素在球墨铸铁生产中作用机理的基础上,加入Ca、Ba、Sr元素替代稀土元素,从而在保证球化效果的前提下降低稀土的用量,降低球化剂的生产成本。

一种球墨铸铁用球化剂,其特征是,所述球墨铸铁用球化剂的化学成分及质量百分比为:Mg:7%~9%,Si:35%~40%,RE:3%~5%,Ca:1%~1.9%,Ba:1%~2%,Sr:1%~2%,余量为Fe。

优选的,所述的球化剂粒径为3~8mm。

还可以,所述的球化剂粒径为0.2~0.7mm。

本发明还提供了一种球墨铸铁用球化剂的制备方法,其特征是,包括以下步骤:

(1)准备原料:按上述的球墨铸铁用球化剂的化学成分及质量百分比取相应的原料进行调配,其中,Mg元素选自镁块,Si元素和其他元素选自硅铁、回炉铁以及稀土硅铁合金;

(2)装炉:采用分层装炉的方式,先将稀土硅铁合金在炉底摆满一层,将大部分的硅铁覆盖在稀土硅铁合金上面,然后将镁块聚拢放在硅铁中间位置上面,最后将回炉铁覆盖在镁块上面,并将镁块四周填满;

(3)熔化:快速加热,加热过程中,用钢钎插钎炉料顶面,待镁块表面覆盖的硅铁呈亮红色并开始粘附钢钎时,搅拌,若搅拌后合金粘稠,则在表面覆盖少量硅铁继续升温,搅拌,依此操作,直至合金熔液不再粘稠并将剩余的硅铁分多次全部加入到炉内;

(4)浇注冷却:将熔化后的合金熔液在锭模内浇注冷却;

(5)制粒:将步骤(4)中经过冷却的合金进行破碎制粒。

优选的,所述锭模的锭模壁厚:锭模厚度≥1:1。

优选的,所述锭模使用前进行强制冷却。

本发明用到的主要化学元素符号及名称解释如下:Mg:镁,Si:硅,Ca:钙,Ba:钡,Sr:锶,Fe:铁,Re:全称为RareEarth,指稀土元素,稀土元素即为元素周期表中镧系元素以及与镧系元素密切相关的钪(Sc)元素与钇(Y)元素。

球墨铸铁用球化剂的性能是由各合金元素的成分决定的,本发明的化学成分是这样确定的:

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