[发明专利]用于生产致密石墨或球状石墨铸铁的方法

说明书

本发明涉及一种改进的推算显微结构的方法，一定的铸铁熔体将以该显微结构凝固。本发明还涉及一种用于实现这一方法的设备。

WO86/01755(引用为参考文献)公开了一种利用热分析生产致密石墨铸铁的方法。从一个熔融铸铁池中提取一个样品，并使该样品在0.5至10分钟内凝固。同时由两个感温装置记录温度，其中一个感温装置被放在样品的中心，而另一个则置于紧靠容器壁处。由两个感温装置中的每一个记录所谓的冷却曲线，该冷却曲线表示作为时间的函数的铸铁样品的温度。根据这一文献，可以确定为获得所需的显微结构而必须添加到熔体中的结构调整剂的必要量。但是，该文献中没有提供如何评价这些曲线的更详细的信息。

WO92/06809(引用为参考文献)描述了一种用于评价由WO86/01755的方法所获得的冷却曲线的特定方法。根据这一文献，冷却曲线中开始的曲线平直部分表示片状石墨晶体已经靠近感温装置地析出。当有意地将样品容器涂覆以一层消耗结构调整剂的活性形式的含氧化物或硫化物的材料，并由此在铸造过程中模拟了它的自然损失或衰减，在由靠近容器壁设置的感温装置所获得的冷却曲线中常常可发现上述那种曲线平直部分。于是，熟悉本领域的技术人员可利用校准数据确定为获得致密石墨铸铁是否要在熔体中添加任何的结构调整剂。

WO92/06809的方法要求带有一个明显的平直部分的“完美”曲线。但是，有时尽管已经形成了片状石墨，却仍然记录出一个没有明显平直部分的冷却曲线。到目前为止，还不能利用没有明显平直部分的曲线为基础来计算为了在整个铸造过程中产生致密石墨铸铁所必须添加的结构调整剂的精确量。

而现在已经证明，实际上可以利用任何形状的对于共晶凝固和不完全共晶凝固所获得的冷却曲线、并以WO86/01755和WO92/06809的设备为基础计算出必须添加的结构调整剂的精确量。本发明的方法包括以下步骤：

a)确定为了获得致密石墨铸铁或球状石墨铸铁而必须添加到熔体中的作为γ的函数的结构调整剂的量，其中，

         γ＝(TA_max-TA_min)/(TB_max-TB_min)

式中，

TA_max是在样品容器中心处记录的冷却曲线的局部最大值；

TA_min是在样品容器中心处记录的冷却曲线的局部最小值；

TB_max是在样品容器壁处记录的冷却曲线的局部最大值；

TB_min是在样品容器壁处记录的冷却曲线的局部最小值；

b)确定为了获得致密石墨铸铁或球状石墨铸铁而不得不添加到熔体中的作为φ的函数的结构调整剂的量，其中，

             φ＝(TA’_max)/(TB’_max)

式中，

TA’_max是在样品容器中心处记录的冷却曲线的一次导数的最大值；以及

TB’_max是在样品容器壁处记录的冷却曲线的一次导数的最大值；

c)确定为了获得致密石墨铸铁或球状石墨铸铁而不得不添加到熔体中的结构调整剂的量，该结构调整剂的量是在样品壁处记录的冷却曲线一次导数的第一峰值的面积(ρ_B)的函数；

d)确定为了获得致密石墨铸铁或球状石墨铸铁而必须添加到熔体中的作为κ的函数的结构调整剂的量，其中，

                κ＝σ_A/σ_B

式中，

σ_A是在样品容器中心记录的冷却曲线的一次导数的第二个峰值下的面积；

σ_B是在样品容器壁处记录的冷却曲线的一次导数的第二个峰值下的面积；

e)对于一种熔融铸铁的一个特定的样品，分别记录在样品容器中心处及样品容器壁处的冷却曲线；

f)根据步骤e)的结果，从步骤a)-d)中选择一个给出最精确结果的校准曲线；以及

g)计算必须添加到熔体中的结构调整剂的量。

如前面所述，本发明涉及一种用于推算一定铸铁熔体将要以之凝固的显微结构的改进方法。通过利用本发明的方法，与现有技术相比，可以评价更大范围的温度时间曲线，并还能获得更加精确的结果。