專利名稱:一種用于生產(chǎn)蠕墨鑄鐵的蠕化劑及其制造方法
一種用于生產(chǎn)蠕墨鑄鐵的蠕化劑，廣泛應(yīng)用于鑄造行業(yè)。
蠕墨鑄鐵和普通灰鑄鐵相比，有較高的機(jī)械性能。和球墨鑄鐵相比有良好的導(dǎo)熱性和抗熱沖擊性能，并且收縮小，易于制造內(nèi)部組織致密的鑄鐵。因此蠕墨鑄鐵是一種具有優(yōu)秀綜合性能的新型結(jié)構(gòu)材料。
當(dāng)前工業(yè)上生產(chǎn)蠕鐵的蠕化劑有很多種，其中應(yīng)用最廣的一種是英國鑄鐵協(xié)會(huì)發(fā)明的蠕化劑，含硅、鎂、鈦和稀土，余量為鐵。其合金成分范圍為(按重量比)硅30～80%;鎂3～15%;鈦3～25%;鈰0.05～1.0%;余量為鐵(見英國專利1427445)。該發(fā)明的特點(diǎn)是當(dāng)原鐵水含硫量發(fā)生變化時(shí)，及處理鐵水的重量發(fā)生波動(dòng)時(shí)，仍能制成蠕鐵，這樣在生產(chǎn)上易于穩(wěn)定和降低因蠕化處理失敗造成的廢品率。但該合金主要以金屬鈦充當(dāng)蠕化區(qū)擴(kuò)大元素，因此存在下列兩個(gè)缺點(diǎn)1、鈦的熔點(diǎn)高，使得蠕化劑合金的熔煉工作十分困難，合金元素?zé)龘p嚴(yán)重，蠕化劑合金成分難以控制。2、鈦是球化干擾元素，當(dāng)鑄造車間同時(shí)生產(chǎn)球鐵和蠕鐵時(shí)，蠕鐵的回爐料不能混入球鐵爐料，這就需要車間分別存放回爐料，給生產(chǎn)管理帶來麻煩。
在我國另一種生產(chǎn)蠕鐵的蠕化劑是稀土硅鐵，典型牌號(hào)是×T21，其中含稀土元素總量20～＜23%、硅46%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)元素錳、磷和硫。該蠕化劑不僅適宜我國稀土礦藏豐富的國情，而且可以節(jié)約進(jìn)口的金屬鎂。但20多年來的生產(chǎn)實(shí)踐表明，用稀土硅鐵做蠕化劑的合金適宜加入量范圍太窄。如用含稀土元素總量為21%的稀土硅鐵合金處理不同含硫量鐵水，其獲得蠕墨鑄鐵的加入量范圍如下
即對(duì)某一含硫量鐵水，能制得蠕鐵的稀土硅鐵的加入量范圍僅為0.1%，當(dāng)處理鐵水重量稍加波動(dòng)時(shí)，就有可能得不到蠕鐵。鐵水少時(shí)得球鐵，鐵水多時(shí)則成灰鑄鐵。另外對(duì)于一定合金加入量，當(dāng)鐵水含硫量發(fā)生波動(dòng)時(shí)(如變化0.01)，也會(huì)使蠕化處理失敗。含硫量高了成灰鑄鐵，含硫量低了則成球鐵。
本發(fā)明的目的就在于克服了上述兩種類型蠕化劑存在的問題，研制出一種既不含鈦，而且在鐵水重量和鐵水中含硫量發(fā)生波動(dòng)時(shí)，也能可靠地生產(chǎn)出蠕墨鑄鐵的新型蠕化劑。
本發(fā)明的蠕化劑是用下列原材料煉成即稀土硅鐵(加入量50～75%)，稀土鎂硅鐵(加入量1～12%)，硅鈣(加入量1～10%)，鋁錠(加入量0.5～2%)，黃銅(加入量20～45%)，當(dāng)不用黃銅時(shí)，則銅(加入量10～30%)，鋅(加入量4～8%)。這種蠕化劑合金成份范圍為稀土總量15～24%，鎂0.5～6%，銅10～30%，鋅3～6%，鋁0.5～2%，硅30～40%，鈣0.5～5%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)元素錳、磷和硫。上述合金成份中的稀土元素，鎂和鈣是使鑄鐵片狀石墨變?yōu)槿湎x狀石墨的蠕化元素。銅、鋅和鋁是擴(kuò)大獲得蠕鐵范圍，即擴(kuò)大蠕化區(qū)的元素。鎂和鋅由于沸點(diǎn)低，蒸氣壓大，可以起到使蠕化劑更好地被鐵水吸收的作用。硅是熔煉本合金的“溶劑”，它保證鎂和稀土元素能均勻地分布在合金中。
本發(fā)明的蠕化劑可以在焦炭坩堝、油爐或電爐等多種熔化爐中熔制。其熔煉工藝是將稀土硅鐵、稀土鎂硅鐵、硅鈣和銅加在坩堝內(nèi)熔化，至1250℃～1300℃時(shí)加入鋅、鋁錠，攪拌后澆入錠模中。如用二元黃銅切屑時(shí)，則是將黃銅、稀土硅鐵、硅鈣和稀土鎂硅鐵加入坩堝中快速升溫熔化，至1250℃～1300℃，攪拌后加鋁錠，然后倒入金屬錠模中。該蠕化劑的處理方法是在添加合金后，鐵水要進(jìn)行孕育處理，孕育劑為硅鐵。其中原鐵水用電爐或沖天爐熔化。
本發(fā)明的蠕化劑合金可以在鐵水重量和含硫量發(fā)生波動(dòng)的條件下確保獲得蠕墨鑄鐵，回爐料勿需特殊管理，給鑄造車間的管理工作帶來方便。
實(shí)施例用含稀土總量22.6%，鎂2%，銅12.4%，鋅5%，硅34%，鈣2%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)錳、磷和硫的合金生產(chǎn)蠕墨鑄鐵。
1、原鐵水成份為C4.0%，Si1.72%，Mn0.68%，S0.033%，P0.056%，用不同蠕化劑加入量處理鐵水，并加0.5%硅鐵進(jìn)行孕育。用蠕化處理后的鐵水澆注三角試片及直徑為30毫米的圓柱試棒。結(jié)果表明合金加入量在0.7～1.5%時(shí)，皆能得到蠕化率大于50%的蠕墨鑄鐵，合金適宜加入范圍為0.8%。
其詳細(xì)測試數(shù)據(jù)如下
該例表明本發(fā)明蠕化劑可在合金加入量較大變化，即鐵水重量控制的并不十分準(zhǔn)確的情況下生產(chǎn)出合格的蠕墨鑄鐵。
2、對(duì)含硫量為0.033%及0.056%的鐵水皆加入1.4%的蠕化劑合金，并加0.5%的硅鐵進(jìn)行孕育。處理后的鐵水分別澆注成三角試片及直徑為30毫米的圓柱試棒，結(jié)果兩個(gè)試棒均得到蠕墨鑄鐵。其測試數(shù)據(jù)如下
該例表明當(dāng)鐵水含硫量發(fā)生較大波動(dòng)時(shí)(達(dá)0.023%)，本發(fā)明仍能生產(chǎn)出蠕墨鑄鐵。
參考文獻(xiàn)1、英國專利1427445說明書發(fā)表日期1976年3月10日2、蠕蟲狀石墨鑄鐵，科學(xué)技術(shù)出版社1979年P(guān)13頁。
權(quán)利要求
1.一種用于生產(chǎn)蠕墨鑄鐵的蠕化劑，通常有兩種，一種含硅、鎂、鈦和稀土元素，另一種為稀土硅鐵，含稀土元素、硅和鐵，本發(fā)明的特征在于，這種蠕化劑由下列原材料熔煉成稀土硅鐵(加入量50～75%)，稀土鎂硅鐵(加入量1～12%)，硅鈣(加入量1～10%)，鋁錠(加入量0.5～2%)，黃銅(加入量20～45%)，當(dāng)不用黃銅時(shí)，則銅(加入量10～30%)，鋅(加入量4～8%)。
2.按照權(quán)利要求
1的蠕化劑，其特征在于合金成份范圍是稀土總量15～24%，鎂0.5～6%，銅10～30%，鋅3～6%，鋁0.5～2%，硅30～40%，鈣0.5～5%，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)元素錳、磷和硫。
3.按照權(quán)利要求
1或2的蠕化劑，其處理方法特征在于添加合金后鐵水要進(jìn)行孕育處理，所用孕育劑為硅鐵。
4.按照權(quán)利要求
1或2的蠕化劑，其特征在于原鐵水用電爐或沖天爐熔化。
專利摘要
本發(fā)明是一種用于生產(chǎn)蠕墨鑄鐵的蠕化劑。這種蠕化劑是用以下原材料熔煉而成，其中稀土硅鐵(加入量50～75％)，稀土鎂硅鐵(加入量1～12％)，硅鈣(加入量1～10％)，鋁錠(加入0.5～2％)，黃銅(加入量20～45％)，當(dāng)不用黃銅時(shí)，則銅(加入量10～30％)，鋅(加入量4～8％)。本發(fā)明利用了我國豐富的稀土礦藏，節(jié)約了進(jìn)口的金屬鎂，舍掉了球化干擾元素鈦，從而使鑄造車間回爐料勿需特殊管理，給生產(chǎn)帶來了方便。另外本發(fā)明的蠕化劑，可以在鐵水重量和含硫量發(fā)生波動(dòng)的情況下可靠地生產(chǎn)出蠕墨鑄鐵。
文檔編號(hào)C22C33/00GK87104138SQ87104138
公開日1988年10月12日 申請(qǐng)日期1987年6月15日
發(fā)明者蘇應(yīng)龍, 李平, 張學(xué)昆 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan