[发明专利]一种粉末冶金型蠕化剂及其制备方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种蠕化剂及其制备方法，具体涉及一种用于生产蠕墨铸铁的粉末冶金型蠕化剂及其制备方法。

【背景技术】

蠕墨铸铁是一种具有蠕虫状石墨的铸铁，与球墨铸铁和灰铸铁相比，其具有最低的磨损率，具有与球墨铸铁相当的强度和灰铸铁类似的防振能力，它的热导率、铸造性能、耐热疲劳性能和致密性均优于球墨铸铁和高强度灰铸铁，因此，蠕墨铸铁具有更为广泛的应用空间。

蠕化剂是可促进蠕墨铸铁中石墨结晶为蠕虫状的添加剂，是生产蠕墨铸铁中的关键材料。从技术角度来说，蠕化剂成分的配置原则是：有利于获得蠕虫状石墨，并最低限度地产生“浮渣”，而且便于被铁水溶化吸收（参见：2005年全国蠕墨铸铁技术及应用研讨会论文专辑：中国蠕墨铸铁40年，邱汉泉、陈正德著）。目前采用冲入法蠕化处理所使用的蠕化剂均为常规的熔炼合金，熔炼型蠕化剂实际上是一种“铁合金”，指将组成蠕化剂所需物料通过高温熔合成均匀液体，浇注凝固后而得的制品；一般是在感应电炉内溶化，然后浇注而成；起蠕化作用的元素主要有镁（Mg）、稀土(RE)和钙(Ca)。

蠕墨铸铁生产时，若蠕化剂加入量不足，铸铁中会析出大量片状石墨而成为灰铸铁；若蠕化剂加入量过量，铸铁中会析出大量球状石墨而成为球墨铸铁；只有蠕化剂加入量在一个适当的范围内，铸铁中析出的石墨才会大部分是蠕虫状石墨而成为蠕墨铸铁；蠕化剂的蠕化范围是指为获得蠕虫状石墨，蠕化剂加入量不足与过量的差值大小；差值大的容易获得蠕虫状石墨，即蠕化范围宽；反之差值小的不容易获得蠕虫状石墨，即蠕化范围窄；就稀土元素而言，其蠕化范围最宽，即使用稀土元素最有利于获得蠕虫状石墨，但在蠕化处理时稀土合金（如稀土硅铁）与铁液的反应却缺少必要的动力条件，使得蠕化反应难以顺利进行；就镁元素而言，其蠕化范围最窄，使用镁元素容易得到球状或片状石墨，然而在蠕化处理时镁与铁液反应的热力学和动力学条件却非常良好，使得蠕化反应容易顺利进行。

常规使用的熔炼型蠕化剂合金（如稀土镁合金）存在一些不足之处：

1、经机械破碎后存在颗粒大小不统一、碎末等现象；

2、为了使蠕化反应得以顺利进行，熔炼型蠕化剂合金中常加入较高的镁元素，使得蠕化剂的“蠕化范围”变窄，蠕铁生产稳定性及可控性变差；

3、熔炼型蠕化剂还存在合金元素烧损严重、干扰元素造成炉料的污染以及溶解性差等问题。

蠕墨铸铁的难点是蠕化处理，而蠕化处理的关键在于蠕化剂的蠕化范围“宽窄”；原来的蠕化剂的加入范围约为0.125%~0.225%，且国内具有专利的蠕化剂均为熔炼合金形式，经过技术检索尚没有采用粉末冶金方法来生产蠕化剂；粉末冶金型蠕化剂实际上是一种机械混合物（多种合金的混合物），指将组成蠕化剂所需物料先制成粉末，机械混合均匀后经压制成形和烧结而得的所需形状的制品。

【发明内容】

为了克服背景技术中的不足，本发明公开了一种粉末冶金型蠕化剂及其制备方法，蠕化处理工艺相对简单稳定，蠕化剂溶解性好，不需搅拌，蠕化范围宽，能够实现稳定生产蠕墨铸铁件，由于蠕化剂内不含干扰元素，所以便于实现对炉料的管理与使用。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种粉末冶金型蠕化剂，为合金，其包含下列按重量百分比的元素成分：

Si 21.5~28.5%，RE 12.5~17.5%，Mg 2.3~3.3%，Ca 4.3~5.3%，Zn 1.5~2.5%，余量为Fe。

所述的粉末冶金型蠕化剂，主要用于电炉融化低硫铁水的蠕化处理。

所述的粉末冶金型蠕化剂，规格尺寸为φ16mm×10mm。

所述粉末冶金型蠕化剂的制备方法步骤如下：①原材料准备；②配料与混制；③压制成型；④检验、包装和标识；

① 原材料准备

A、      采购锌含量不低于99%的60—80目锌粉、40—80目铁粉、稀土硅铁合金和镁粉作为原料；

B、      分别将自然块度的稀土硅铁合金（稀土含量不低于30%）和硅钙铁合金（钙含量不低于20%）经颚式破碎机对滚机破碎，再筛分成40—80目粉料备用；

C、      采用刀削镁菱形颗粒机将镁锭加工成颗粒，再筛分为40—80目备用；

② 配料混制