專利名稱：復(fù)合孕育變質(zhì)劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是灰鑄鐵件澆注前澆包中熔融金屬液處理用的添加劑。
本發(fā)明提供的以氮化劑為主的復(fù)合孕育變質(zhì)劑，可以提高高碳當(dāng)量、高碳的近共晶的亞共晶、共晶或過共晶成分的灰鑄鐵材料的抗拉強(qiáng)度;略有提高的彈性模量;增大了抗熱沖擊性、抗熱疲勞性和抗氧化長大性;防止了這類成分的灰鑄鐵件的常見的鑄造缺陷，改善了鑄件質(zhì)量。灰鑄鐵的碳當(dāng)量按其含碳量和含硅量的三分之一的和進(jìn)行計算，即碳當(dāng)量(%)＝含碳量(%)+ (含硅量(%))/3 。碳當(dāng)量＞3.8%，為高碳當(dāng)量灰鑄鐵。含碳量＞3.8%，為高碳的灰鑄鐵。
根據(jù)現(xiàn)有的權(quán)威性的，總結(jié)性的技術(shù)資料來看，參閱V.H。Patterson，M.J.LaIiCh發(fā)表于《TransactionsofAmericanFoundrymen′sSociety》1978，vol.86，P33-42的論文“FiftyyearsofProgressinCastIronInoculation”，可知現(xiàn)代灰鑄鐵的孕育劑的孕育作用只對低碳當(dāng)量(碳當(dāng)量＜3.8%)的鐵水才有效，對于高碳當(dāng)量的鐵水就沒有什么孕育效果。該論文也提及稀土孕育劑(含稀土11～15%)對高碳當(dāng)量鐵水也有效。
本發(fā)明的目的則在于用以氮化劑為主的，又含有稀土(RE)、鋁、鎂、鈦等元素的多組元的復(fù)合孕育變質(zhì)劑，對于高碳當(dāng)量、高碳的灰鑄鐵具有孕育和變質(zhì)的雙重作用，使其金相組織具有下列特征石墨分布類型為A型石墨;片狀石墨變質(zhì)為鈍頭、厚片片狀石墨，其長厚比為11～50(尖頭薄片片狀石墨的長厚比＞50);擴(kuò)大了基體的無片狀石墨區(qū);100%珠光體;無自由滲碳體的珠光體灰鑄鐵。從而提高了高碳當(dāng)量、高碳的灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度，增大了抗熱沖擊性、抗熱疲勞性和抗氧化長大性，使這種灰鑄鐵具有更好的綜合性能，使其工作性能得到顯著地改善。
本發(fā)明的發(fā)明內(nèi)容是為了改善高碳當(dāng)量、高碳的灰鑄鐵的工作性能，所采用的復(fù)合孕育變質(zhì)劑的配方，其組元的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為氮化劑為氮化錳，含量16～45%;氮化鉻，含量16～25%;稀土鎂硅鐵，含量20～30%;硅75硅鐵，含量7～15%;鋁，含量6～20%;鈦鐵，含量6～17%。
Ⅰ型復(fù)合孕育變質(zhì)劑的配方，其組元的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為氮化錳，含量為35～45%;其它組元為稀土鎂硅鐵，含量為20～30%;硅75硅鐵，含量為15～10%;鋁，含量為20～9%;鈦鐵，含量為10～6%。
Ⅱ型復(fù)合孕育變質(zhì)劑的配方，其組元的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為氮化錳，含量為16～25%;氮化鉻，含量為16～25%;稀土鎂硅鐵，含量為22～30%;硅75硅鐵，含量為12～7%;鋁，含量為17～6%;鈦鐵，含量為17～7%。
本發(fā)明的復(fù)合孕育變質(zhì)劑的加入方法是用沖入法或噴吹法將復(fù)合孕育變質(zhì)劑加入到高碳當(dāng)量、高碳的近共晶的亞共晶、共晶或過共晶成分的鐵水中，其加入量是欲處理的鐵水質(zhì)量(重量)的0.4～1.7%。
復(fù)合孕育變質(zhì)劑適用于處理平均壁厚為60～120毫米厚壁灰鑄鐵件的鐵水，特別適宜于處理鋼鐵企業(yè)的冶金用具灰鑄鐵鋼錠模的鐵水。
對于用沖天爐熔煉的灰鑄鐵鋼錠模，其主要的化學(xué)成分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)要求為 普通灰鑄鐵鋼錠模的抗拉強(qiáng)度σb為90～110MPa，彈性模量較低，一般為40000～60000N/mm2。采用復(fù)合孕育變質(zhì)處理后，從鋼錠模本體上取模，其機(jī)械性能為 同普通的高碳當(dāng)量、高碳的近共晶的亞共晶、共晶或過共晶成分的灰鑄鐵鋼錠模相比，復(fù)合孕育變質(zhì)劑的灰鑄鐵鋼錠模它的抗拉強(qiáng)度σb顯著提高，特別是Ⅱ型復(fù)合孕育變質(zhì)劑灰鑄鐵鋼錠模它的抗拉強(qiáng)度σb的提高幅度更大;彈性模量E雖有增加，但增加的幅度較小;硬度HB也較低，說明復(fù)合孕育變質(zhì)劑處理后的鑄鐵具有抗拉強(qiáng)度較高而硬度并不高的特點，從而使品質(zhì)系數(shù)(GZ)值較大，表明這種鑄鐵質(zhì)量優(yōu)良，切削加工性好和反映了復(fù)合孕育變質(zhì)劑不僅有變質(zhì)作用，并且有高效和長效的孕育作用。上述復(fù)合孕育變質(zhì)劑灰鑄鐵鋼錠模的機(jī)械性能特點，對提高灰鑄鐵的抗熱疲勞性能大有裨益，并且可以實現(xiàn)爐料中可以不加廢鋼的軟配料而仍然能使灰鑄鐵具有相當(dāng)高的抗拉強(qiáng)度σb。
用復(fù)合孕育變質(zhì)劑處理高碳當(dāng)量、高碳的近共晶的亞共晶、共晶和過共晶成分的灰鑄鐵鐵水還具有以下特點復(fù)合孕育變質(zhì)劑溶解性好，故鐵水處理溫度的要求不高，一般為1360～1400就可以，處理后的鐵水溫度為1260～1300℃能夠滿足厚壁鑄件的澆注要求;可以防止灰鑄鐵鋼錠模一些常見的鑄造缺陷，諸如澆冒口下的縮孔、石墨渣孔、冷隔橫裂等;當(dāng)使用于制作灰鑄鐵鋼錠模時，鋼錠模的脫模性好，使用過程中微裂紋的擴(kuò)展緩慢，同普通灰鑄鐵鋼錠模相比，可以顯著提高使用壽命，降低模耗，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
權(quán)利要求
1.復(fù)合孕育變質(zhì)劑，含有稀土(RE)，其特征在于配方中的組元氮化劑為氮化錳，含量16～45%；氮化鉻，含量16～25%；其他組元為稀土鎂硅鐵，含量20～30%；硅75硅鐵，含量7～15%；鋁，含量6～20%；鈦鐵，含量6～17%。加入方法是用沖入法或噴吹法，將復(fù)合孕育變質(zhì)劑加入到欲處理的鐵水中，其加入量是欲處理的鐵水質(zhì)量的0.4～1.7%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合孕育變質(zhì)劑，其特征在于配方中的組元氮化錳，含量為35～45%;其他組元為稀土鎂硅鐵，含量為20～30%;硅75硅鐵，含量為15～10%;鋁，含量為20～9%;鈦鐵，含量為10～6%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合孕育變質(zhì)劑，其特征在于配方中的組元氮化錳，含量為16～25%和氮化鉻，含量為16～25%;其他組元為稀土鎂硅鐵，含量為22～30%;硅75硅鐵，含量為12～7%;鋁，含量為17～6%;鈦鐵，含量為17～7%。
全文摘要
本發(fā)明是灰鑄鐵件澆注前澆包中熔融金屬液處理用的添加劑。它是以氮化劑為主的，又含有稀土鎂硅鐵、鋁、鈦鐵等多組元的復(fù)合孕育變質(zhì)劑。對于高碳當(dāng)量、高碳的近共晶的亞共晶、共晶或過共晶成分的灰鑄鐵，復(fù)合孕育變質(zhì)劑具有孕育和變質(zhì)的雙重作用，使鑄鐵金相組織具有鈍頭、厚片片狀石墨，基體為100％珠光體的特征。處理后的鑄鐵具有良好的抗熱疲勞性等綜合性能，特別適宜于鑄造鋼鐵企業(yè)的冶金用具灰鑄鐵鋼錠模。
文檔編號B22D7/06GK1105613SQ93107390
公開日1995年7月26日 申請日期1993年6月24日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月24日
發(fā)明者陳國楨, 史明濤, 葛伍群, 鄒曉偉, 連金江, 王作奇, 戎豫, 石廣會, 文道俊, 李阿中 申請人:北京科技大學(xué), 酒泉鋼鐵公司