[其他]一种复合孕育剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种用于生产高强度铸态球墨铸铁的孕育剂及其制备方法。

铸铁热处理所耗能量约占整个铸件生产能耗的百分之十八，降低铸铁生产能耗的主要途径之一是发展铸态球铁生产工艺。目前国内外生产高强度铸态球铁的工艺有：

合金法。此法就是向铁水中加入某种稳定珠光体的合金元素，例如铜、镍、锰、锡、铬、锑、钒等，达到提高强度的目的。但由于大多稳定珠光体元素都有较大的过冷倾向和球化干扰作用，出现游离渗碳体和球化衰退致使铸件报废，同时合金元素易偏料因而生产中受到很大限制。

金属型覆砂法。该法设备投资大、产品更新换代能力差，只适宜专业化生产和产品定型化程度高的企业采用。

孕育法。是向铁水中加入某种孕育剂，以获得高强度和理想金相组织的一种方法。但目前已知的孕育剂成份复杂，含有锑、稀土、钛、锰、铝、钙等金属元素，制作费用昂贵，难于推广应用。

本发明的任务是扬弃上述三种方法的弊端，研制一种具有成份简单、成本低廉，产品机械强度大，工艺稳定性好，广泛适用于生产的复合孕育剂及其配制方法。

本发明主要元素是锡和七五硅铁，硅铁中铝的含量达1.5-2.5%硅72-80%、锰≤0.5%、铬≤0.5%、磷≤0.04、硫≤∥0.02%，及微量的钙。现将本发明的制备方法叙述如下：

一、条件及设备。本发明是在实际生产条件实施的。采用120＃石墨坩埚、焦炭反射炉熔化配制复合孕育剂。对配制成的不同成份的复合孕育剂在两种条件下进行试验，以求获得不同条件下复合孕育剂中有效元素的含量。

1、加入不同成份的复合孕育剂0.2%，作为第三次孕育剂。每一组成份的孕育剂浇注一组试棒。冷却到900℃左右开箱，比较各不同成份复合孕育剂的金相组织和机械性能，从而确定最佳成份的孕育剂。

2、按照上述“1”所列之法，在浇注试棒后，将试棒表面覆砂层三十毫米，尔后在400℃左右开箱。

熔化铁水采用2.5T/h的酸性冲天炉，其炉料配比、重量（公斤）是：山西铁60、本溪铁40、回炉铁65、废钢35、锰铁1、4。经熔化处理的铁水化学成份：碳3.7-3.9%，硅2.3-2.6%、锰0.7-0.9%、磷＜0.07%、硫＜0.03%、稀土0.03-0.06%、镁0.03-0.06%，其余为铁。

球化剂采用自制中间合金，其化学成份：镁15%、稀土20%、硅40%，其余为铁。球化剂的加入量为1.3%，随脱硫剂一同加入包底，冲入法球化，球化温度1400-1420℃，每包铁水重1.1吨。

球化后采用三次孕育，前两次用七五硅铁并用草灰和冰晶石粉覆盖;在浇注前将粒度为5-8毫米的复合孕育剂作为第三次孕育剂，冲入小包，加入量0.2%，作用60-90秒，搅拌浇注。

配制复合孕育剂的硅铁采用七五硅铁。

二、操作及结果。将七五硅铁放在石墨坩埚内，升温，待其溶化后加入预先称量好的一定量的锡，搅拌、扒渣。在金属性中成型冷却，待用时破碎即可使用。

本发明的最佳组元可以75%的七五硅铁和25%的工业纯锡配制孕育剂，按如上所述条件和方法实施，也能获得理想的结果。

本发明经检测，其含锡量为12.5%-35%，可使铸铁性能达到QT60-2的性能指标。在实际生产条件下，控制一定的化学成份，加入该孕育剂，可大幅度提高铸态球铁的机械性能，使机械性能达到球铁80-2，球铁70-2，工艺稳定性好，由于免去正火处理，节约大量人力、财力，经济效益高，且工艺适用性广，一般的铸造厂家都能自配、自用。还由于原材料来源广，孕育剂加入量少（0.2%），因而成本低。