[发明专利]一种防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种孕育剂制备工艺，具体的说是一种防止球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂及其制备工艺。

背景技术

缩松是球铁铸件特有的一种缺陷，比在普通灰铁中更为普遍，又称为显微缩松。缩松的宏观断口形貌呈海绵状，借助于显微镜可以观察到肉眼不容易分辨的、细小的、分散的孔洞。缩松严重影响球铁铸件性能，使球铁铸件废品率增高。

球铁铸件的缩孔和缩松缺陷一直是令铸造工作者十分头疼的问题，而随着工业技术的发展，现今用户对铸件致密度和无缺陷的要求越来越高。以汽车球铁铸件为例，不仅对铸件的化学成分、材料性能、表面质量有严格的要求，而且对铸件内部致密度的要求也很严格。例如．对球铁曲轴内部致密度要求做本体解剖和x射线探伤，对加工后的表面进行100％磁粉探伤；又如，制动钳等安全件在认可前要进行纵向和横向的逐片解剖，然后进行x射线探伤，均不允许有缩孔和缩松缺陷。然而，这些球铁件由于材料、工艺和铸件结构等方面的原因，要达到这些要求比较困难。

球铁铸件产生缩松的原因有多种，应对的方法也有很多。众所周知，防止和消除球铁铸件的缩孔缩松。主要有以下途径。(1)改进铸件的结构设计，尽可能考虑铸件的工艺性，尽量减少几何结构上的热节。(2)进行合理的铸造工艺设计，计算和设置合理的浇注系统和补缩冒口。(3)提高铸型的刚度或选用刚性铸型。(4)提高铸件的冷却速度，对铸件的凝固方式有重要影响。(5)壳型背面填充钢丸紧固、铁型覆砂工艺、金属型工艺既是加快冷却速度又是在不同程度上提高铸型刚度来解决缩孔缩松缺陷的有效途径。(6)调整和控制球铁件的化学成分，如提高碳当量，控制残余镁量和残余稀土量，改进熔炼过程，提高铁液冶金质量等也是消除缩孔缩松缺陷重要的辅助手段。虽然有以上途径来解决球铁件的体积亏损缺陷，但在实际球铁铸件生产中，现有技术仍然不能满足工艺需求。如汽车球铁件，基本上是小模数、结构形状复杂的高性能薄壁小件，本身缩孔缩松倾向大；而且由于批量大，适合于采用高速湿型造型线生产，铸型刚度较低；有些部位由于几何位置和工艺局限，不能设冒口或补缩距离过大；下冷铁提高冷速的方法在高速造型线上亦难以采用；因此缩松问题往往难以被解决。

发明内容

本发明方法所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂的制备工艺，本发明是通过以下方式实现的：

步骤一、配料：

① 向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为600-800 kg；

② 配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；

③ 根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；

步骤二、加料：

熔炼硅铝镧孕育剂的顺序是：先在炉低加入100-150kg硅铁，然后再将配料单规定量的工业废钢，而后加铝锭块、金属镧块，再加剩余的硅铁和硅钙，其中加入的硅铁为牌号为75的硅铁或硅含量为75%的硅铁；

步骤三、熔炼：

①完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为300-560V，电流为450-750A，在45-60分钟之内将炉内温度升至1320-1350℃，然后开始熔炼；

②待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；

步骤四：孕育剂出炉铸锭：

首先将功率降至0，静置5-10分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内；

步骤五、孕育剂出模：

待孕育剂冷却至室温后出模，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；

步骤六、破碎：

按要求粒度进行破碎。

本技术方案还公开了防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：Si：70-75%；Al：3.2-4.5%；La：2.0-2.4%；Ca：0.8-1.5%；余量Fe。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，所述硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：Si：73%；Al：3.5%；La：2.3%；Ca：0.9%；余量Fe。

前述的防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，所述硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：Si：70%；Al：3.2%；La：2.0%；Ca：0.8%；余量Fe。

前述的防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，所述硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：Si：75%；Al：4.5%；La：2.4%；Ca：1.5%；余量Fe。