[发明专利]一种铸铁用硅-镧-锶孕育剂及其制备方法

说明书

一种铸铁用硅‑镧‑锶孕育剂，所述孕育剂包括以下重量百分比的组分:硅：60‑80％，镧：1.0‑5.0％，锶：0.5‑3.5％，锑：0.2‑1.0％，铜：0.5‑4.0％，铝≤0.3％，钙≤0.1％，余量为铁。本发明易熔解、形渣少，可有效净化铁水，脱氧脱硫效果明显；可促使片状石墨细化，提高铸件基体强度，减少铸件白口倾向，铸件断面均匀性良好，抗衰退能力强；可减少铸铁件的微观疏松缺陷，有效提高铸件的机械性能和易加工性能。

技术领域

本发明涉及一种铸造材料及制备方法，特别是铸铁用硅-镧-锶孕育剂及其制备方法。

背景技术

铸铁是碳含量大于2.1％的铁碳合金，灰铸铁是铸铁中的一种，灰铸铁中的石墨为层片状，断口呈暗灰色。灰铸铁的主要成分是铁、碳、硅、锰、硫、磷，灰铸铁成本低廉，铸造性能和使用性能良好，故灰铸铁是现代机器制造业的重要和常用的结构材料，是应用最广的铸铁，其产量占铸铁总产量80％以上。

随着工业技术的发展,对铸铁力学性能的要求愈来愈高，提高铸铁材料力学性能的途径主要有以下几种：改变铸铁的碳当量；孕育处理；热处理；合金化处理。其中孕育处理是一种操作简便、经济有效的方法。孕育处理的作用在于改变铸铁共晶结晶的凝固条件,达到消除白口、促进石墨化、细化晶粒、提高组织均匀性的目的,从而改善铸铁的力学性能和加工性能。孕育处理要有合适的孕育剂,孕育剂对铸铁件的质量、成本，尤其对高档铸铁件的生产有重要作用。硅锶孕育剂有延缓碳和硅扩散、加强硅孕育的作用，因此具有很强的抗孕育衰退和消除铸件白口的能力；硅锶孕育剂还具有一定的形核能力，并且含锶孕育剂的加入不会过分增加组织中的共晶团数，因而可以减少壁厚处形成缩松、缩孔的倾向。稀土硅铁孕育剂能满足低碳、低硅的铁水的孕育要求，并起到净化铁液、增加过冷度、促进珠光体形成和细化晶粒的作用，从而达到提高和稳定铸件力学性能的目的。

专利文件CN98811905公开了一种铸铁孕育剂及铸铁孕育剂的生产方法，该专利中了涉及一种混合孕育剂。所述专利中涉及的孕育剂呈硅铁基合金、金属氧化物和金属硫化物的固体混合物的形态。在实际生产过程中，以上述技术制备的孕育剂产品存有下述缺点：1、机械混合的孕育剂成分不均匀，存在成分偏析，生产出的铸件性能不一致；2、混合孕育剂的实际使用效果往往不如单独使用一种孕育剂的效果明显，不能很好的发挥出孕育剂中锶元素和稀土元素应有的作用；3、较高的钙含量和铝含量对铁水的孕育效果较差，而且钙和铝有强烈的还原作用，与铁水中的硫和氧元素反应形成氧化渣，影响铁水质量。

发明内容

本发明旨在提供一种可有效防止成分偏析、更好地发挥锶元素孕育作用的铸铁用硅-镧-锶孕育剂及其制备方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：

一种铸铁用硅-镧-锶孕育剂，所述孕育剂包括以下重量百分比的组分:硅：60-80％，镧：1.0-5.0％，锶：0.5-3.5％，锑：0.2-1.0％，铜：0.5-4.0％，铝≤0.3％，钙≤0.1％，余量为铁。

上述铸铁用硅-镧-锶孕育剂，所述硅选自硅含量65-99％、铝含量≤0.3％、钙含量≤0.1％的硅铁，镧选自金属镧，锶选自金属锶，锑选自金属锑，铜选自电解铜，铁选自废钢。

一种铸铁用硅-镧-锶孕育剂的制备方法，制备按如下过程进行：

a、按照配比称取各原料，将各原料破碎为小块；

b、将粉碎后的原料混合均匀后放入真空电炉中,用氩气置换炉内空气,升温至1400℃-1500℃，熔炼10-15min,熔炼的过程中不停搅拌,至原料混合均匀；

c、待原料充分熔化后，浇注至充有惰性保护气体的水冷模型中；

d、铸锭冷却后破碎制粒。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、适用性强，可广泛应用于各种灰铁铸件生产工艺；