專利名稱：新的熱分析系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種預(yù)測(cè)某種鑄鐵熔體凝固后顯微組織的改進(jìn)方法。本發(fā)明也涉及實(shí)施此方法的裝置。
背景技術(shù)：
WO86/01755(在此引作參考)公開了一種使用熱分析法制造蠕墨鑄鐵的方法。從熔化鑄鐵槽選取試樣并且讓此試樣在0.5到10分鐘內(nèi)凝固。用兩個(gè)溫度傳感器同時(shí)記錄該溫度，其中一個(gè)放置在該試樣的中心，而另一個(gè)放在容器壁面的鄰近處。通常所說(shuō)的冷卻曲線表示為溫度為時(shí)間的函數(shù)，該曲線由兩個(gè)溫度傳感器中的每一個(gè)來(lái)記錄。根據(jù)本文件有可能確定為得到所需顯微組織而必須加入到該熔體中的變質(zhì)劑的必需量。
WO92/06809(在此引作參考)描述了一種用于評(píng)價(jià)由WO86/01755方法得到的冷卻曲線的專門方法。根據(jù)該文件，熱分析法在涂有能中和活潑形態(tài)變質(zhì)劑的材料的試樣容器中實(shí)施。此材料包括硅、錳、鐵、鉀和鈉的氧化物。該冷卻曲線上的初期平穩(wěn)段(那是由于經(jīng)常發(fā)現(xiàn)該涂層靠近于容器壁面)表示片狀石墨晶體已經(jīng)在記錄該曲線的溫度傳感器附近析出。通過(guò)研究該曲線和使用校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，技術(shù)人員能確定是否要在該熔體中加入任何變質(zhì)劑以得到蠕墨鑄鐵。
WO92/06810(在此引作參考)描述了一種制造球墨鑄鐵的方法，在這里，熱分析法在涂有與WO92/06809相同材料的試樣容器中實(shí)施。
相應(yīng)地，使用熱分析法和具有涂層的試樣容器來(lái)預(yù)測(cè)某種鑄鐵熔體凝固后組織是眾所周知的。然而，對(duì)于接近灰鑄鐵和蠕墨鑄鐵之間邊界的低濃度變質(zhì)劑難以實(shí)施預(yù)測(cè)?？墒牵?jīng)常希望預(yù)測(cè)含有最小量變質(zhì)劑的鑄鐵熔體。因此，對(duì)于預(yù)測(cè)方法來(lái)說(shuō)，能在此濃度區(qū)域給出準(zhǔn)確且易于解釋的結(jié)果也是有必要的。
EP 0 327 237公開了一種測(cè)試與制造球墨鑄鐵有關(guān)的熔體中鎂含量的方法。把經(jīng)過(guò)鎂處理的熔化鑄鐵試樣加入含有碲和硫或碲和硒添加劑的試樣容器中。接著讓此試樣冷卻并且持續(xù)監(jiān)測(cè)其溫度。
EP 0 327 237中所述方法的基本意圖是在實(shí)施熱分析法前除去該試樣中所有的活潑鎂。接著該熔體可以保存石墨或碳化物而凝固。
與碲一起添加硫或硒的原因是，在含有鎂的情況下，碲不能單獨(dú)防止鑄鐵以石墨共晶體形式凝固。因此，添加剛好足夠的硒或硫來(lái)完全地中和預(yù)定臨界百分值的鎂。如果鎂含量大于臨界百分值，該熔體會(huì)凝固成石墨鑄鐵。
EP 0 327 237還建議，可以改變此方法來(lái)控制蠕墨鑄鐵中的鎂含量。在此情形下，該文件闡述了兩種獨(dú)立的熱分析法，它們需要添加不同量的硫。
GB 2,300,916涉及一種預(yù)測(cè)灰鑄鐵激冷深度的方法。在其詳細(xì)描述中，通過(guò)使用含有碳、硅、錳和鉻的熔化鑄鐵試樣來(lái)實(shí)施此方法。
GB 2,283,325公開了一種用于熔化鑄鐵的熱分析法。該方法包括下列步驟a)用一純凈坩堝得到該熔化鑄鐵的第一條冷卻曲線；b)用第二個(gè)坩堝得到該熔化鑄鐵的第二條冷卻曲線，此坩堝含有小量(例如0.05到0.3％重量)的碲；以及c)比較第一條冷卻曲線和第二條冷卻曲線。此兩條曲線僅在再輝方面進(jìn)行比較。再輝大于0的涉及到蠕墨鑄鐵(CGI)或球墨鑄鐵(SGI)。在制造SGI或CGI的時(shí)候，當(dāng)希望在澆注前檢查是否已添加變質(zhì)劑時(shí)，這樣一種比較是令人滿意的。然而，該方法在CGI和灰鑄鐵之間的邊界區(qū)域不夠準(zhǔn)確。當(dāng)制造CGI和根據(jù)GB 2,283,325中公開的不準(zhǔn)確方法實(shí)施熱分析法時(shí)，有很大的危險(xiǎn)，那就是由于熔化鑄鐵中變質(zhì)劑含量的稍微不足，便會(huì)在鑄件中局部地形成石墨碎片。在顯微組織中該石墨碎片的存在會(huì)降低鑄鐵20-50％的抗拉強(qiáng)度和彈性模量，這是一個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。
發(fā)明概述現(xiàn)在已經(jīng)證明，對(duì)某種鑄鐵熔體凝固后顯微組織的出乎意料好的預(yù)測(cè)可通過(guò)實(shí)施這樣一種方法來(lái)執(zhí)行，該方法包括下列步驟a)選取預(yù)定W重量的該鑄鐵熔體試樣；b)把該試樣加入到含有一定量中和劑的試樣容器中，該中和劑足夠?qū)重量的熔化灰鑄鐵轉(zhuǎn)變成白口鑄鐵，該中和劑優(yōu)選碲；c)記錄在如此得到的已處理過(guò)的鑄鐵試樣中心的冷卻曲線；d)確定在步驟c)中所得冷卻曲線的最大共晶溫度(Te(max))；以及e)通過(guò)使用在步驟d)中所得的信息來(lái)預(yù)測(cè)該鑄鐵熔體是否會(huì)凝固成SGI、CGI、石墨碎片鑄鐵或灰鑄鐵。
發(fā)明詳述本發(fā)明基于以下發(fā)現(xiàn)用至少一種適當(dāng)量的能中和變質(zhì)劑的物質(zhì)對(duì)熔化鑄鐵試樣進(jìn)行處理，這樣，對(duì)該試樣實(shí)施熱分析法時(shí)就能得到易于解釋的結(jié)果，其中上述物質(zhì)選自包括碲、硫、硼和硒的組中，優(yōu)選碲。因此，本方法不需要非常有資格的人員，并且非常適合計(jì)算機(jī)自動(dòng)化。
此處所用的術(shù)語(yǔ)“冷卻曲線”指在鑄鐵熔體凝固過(guò)程中表示為溫度為時(shí)間函數(shù)的圖。
此處公開的術(shù)語(yǔ)“試樣容器”指在實(shí)施熱分析法時(shí)灌有熔化金屬試樣的試樣容器。接著，以適當(dāng)?shù)姆绞接涗洿巳刍饘俚臏囟?。根?jù)本發(fā)明的試樣容器基本上由惰性材料做成，但可含有或涂有影響鑄鐵組織的物質(zhì)，例如碲、硫、硼和硒，以及硅、錳、鐵、鉀和鈉的氧化物。該容器也可含有或涂有常規(guī)的促進(jìn)形核的孕育劑。
此處公開的術(shù)語(yǔ)“變質(zhì)劑”指影響鑄鐵顯微組織的試劑，它從包含鎂和稀土元素的組中選擇。優(yōu)先選擇鎂。
此處公開的術(shù)語(yǔ)“碲坩堝”指涂有碲或含有碲塊的試樣容器。此碲坩堝也可含有常規(guī)的孕育劑。
此處公開的術(shù)語(yǔ)“硅鐵坩堝”指涂有硅鐵或含有硅鐵塊的試樣容器。此硅鐵坩堝也可含有常規(guī)的孕育劑。
此處公開的術(shù)語(yǔ)“純凈坩堝”指沒有任何涂層或只有惰性涂層的試樣容器。
此處公開的術(shù)語(yǔ)“采樣設(shè)備”指這樣一種設(shè)備，它包括試樣容器和灌注熔化金屬到試樣容器中的工具，該試樣容器至少配有一個(gè)用于熱分析法的傳感器，在分析過(guò)程中此傳感器將浸入正在凝固的金屬試樣中。
此處公開的術(shù)語(yǔ)“中和劑(neutralising agent)”指中和變質(zhì)劑活潑形態(tài)的試劑，它從包括碲、硫、硼和硒的組中選擇。優(yōu)先選擇碲。此處公開的術(shù)語(yǔ)“CGI”指蠕墨鑄鐵(compacted graphite castiron)。
此處公開的術(shù)語(yǔ)“SGI”或“SG”指球墨鑄鐵。
此處公開的術(shù)語(yǔ)“石墨碎片(flake patches)”和“碎片(patchy)”涉及到由于變質(zhì)劑不足而在CGI顯微組織中局部形成的片狀石墨。
此處公開的術(shù)語(yǔ)“處理過(guò)的鑄鐵試樣”指在試樣容器中的鑄鐵試樣，該容器含或不含影響該試樣成份的試劑。因此，例如，與最初從其中選取了試樣的熔體相比，在碲坩堝中的處理過(guò)的鑄鐵試樣有較低含量的活潑鎂。
下面參照附圖描述本發(fā)明，在附圖中

圖1定義在本申請(qǐng)中分配變量名的原則；圖2簡(jiǎn)要概述通過(guò)用碲作為“中和劑”處理鑄鐵試樣來(lái)“擴(kuò)展”熱分析法范圍的效果；圖3示出當(dāng)在碲坩堝中對(duì)處理過(guò)的鑄鐵試樣實(shí)施熱分析法時(shí)，所測(cè)得的冷卻曲線實(shí)際對(duì)應(yīng)的鑄鐵型號(hào)；圖4A公開了與CGI、SGI、石墨碎片鑄鐵和灰鑄鐵相對(duì)應(yīng)的冷卻曲線，該曲線是在純凈坩堝中心記錄的；圖4B示出在碲坩堝中記錄的冷卻曲線，它與圖4A的條件相同并且用同一批的熔化鑄鐵；圖5A和5B都公開了怎樣解釋冷卻曲線的流程圖，該曲線由在圖3中舉例說(shuō)明的熱分析法得到。圖5A涉及到碲坩堝，而圖5B涉及到一系列的碲坩堝、純凈坩堝和硅鐵坩堝；圖6A和6B示出在本方法中可以使用的試樣容器實(shí)例；圖7是根據(jù)本發(fā)明控制蠕墨鑄鐵制造的裝置示例；圖8示出未用鎂充分處理因而含有孤立的石墨碎片的CGI鑄件的顯微組織圖；以及圖9表示85-100％珠光體鑄鐵的極限抗拉強(qiáng)度和0.2％屈服強(qiáng)度，它們?yōu)榫Я６群蜏囟鹊暮瘮?shù)。
以上已經(jīng)簡(jiǎn)單提到了關(guān)于石墨碎片的問(wèn)題和這些碎片怎樣降低CGI鑄件的質(zhì)量。從實(shí)踐的觀點(diǎn)考慮，工程設(shè)計(jì)人員根據(jù)所選材料的內(nèi)在強(qiáng)度和剛度來(lái)確定壁厚。如果他們用CGI進(jìn)行設(shè)計(jì)，他們要根據(jù)最小抗拉強(qiáng)度400MPa來(lái)計(jì)算尺寸。然而，如果鑄造方法失去控制并且鑄件含有石墨碎片，那么該材料強(qiáng)度會(huì)降低20-50％(見圖9)。此鑄態(tài)尺寸(以優(yōu)質(zhì)CGI計(jì)算的)將不能夠承受運(yùn)轉(zhuǎn)載荷。該壁將會(huì)斷裂并且機(jī)器將不能運(yùn)行。最終結(jié)果是代價(jià)極其昂貴的賠償用戶責(zé)任。顯而易見在CGI鑄件中必須避免石墨碎片。
按慣例，冶金學(xué)家已提到三種型式的鑄鐵灰鑄鐵(片狀)；CGI；以及球墨鑄鐵。然而，當(dāng)制造CGI所用的變質(zhì)劑(鎂)不足時(shí)，會(huì)形成中間石墨碎片組織。該共晶團(tuán)的中心含有片狀石墨而共晶團(tuán)的周圍區(qū)域含有蠕墨微粒。意想不到的是(見圖8)，它顯示出孤立的石墨碎片在決定材料的強(qiáng)度時(shí)占主導(dǎo)地位。甚至小量(10-20％)的石墨碎片也會(huì)導(dǎo)致20-50％機(jī)械強(qiáng)度的降低。因而把CGI或灰鑄鐵簡(jiǎn)單地區(qū)分開是不夠的該測(cè)量技術(shù)必須有充分的精度來(lái)檢測(cè)在蠕墨占優(yōu)的材料中孤立石墨碎片的產(chǎn)生。
相應(yīng)地，本發(fā)明致力于用來(lái)預(yù)測(cè)某種鑄鐵熔體凝固后顯微組織的熱分析法。通過(guò)將熔化鑄鐵加入到含有中和劑的試樣容器中來(lái)實(shí)施熱分析法，該中和劑優(yōu)選碲，此后在凝固過(guò)程中記錄其溫度。具有其它涂層諸如硅鐵的坩堝或完全惰性坩堝(純凈坩堝)也可任選地與碲坩堝一起使用。
圖6A和6B提供了可在本發(fā)明中使用的試樣容器的兩個(gè)實(shí)例。圖7A中的試樣容器(7)含有碲塊(8)，它溶于熔化鑄鐵(9)中。在凝固過(guò)程中用溫度傳感器(1)，例如熱電偶，監(jiān)測(cè)其溫度。圖7B公開了一個(gè)更為復(fù)雜的容器，它分開成三個(gè)隔室(4，5，6)。隔室(4)涂有碲，另一隔室(5)涂有硅鐵，而最后一個(gè)隔室(6)沒有任何涂層。溫度傳感器(1，2，3)分布在所有的三個(gè)隔室中。兩個(gè)坩堝都可以是普通的砂坩堝，陶瓷坩堝或者用覆有鋼的或其它合適的材料制成的坩堝。
在圖2和圖3中圖解說(shuō)明了本發(fā)明的基本原理。在根據(jù)目前技術(shù)水平的預(yù)測(cè)方法中，記錄了與包括從SGI到A型灰鑄鐵范圍內(nèi)的鑄鐵型號(hào)相對(duì)應(yīng)的冷卻曲線。在本方法中，加入預(yù)定量的中和劑使變質(zhì)劑的含量減少。因此，記錄的是與包括從CGI到白口鑄鐵范圍內(nèi)的鑄鐵型號(hào)相對(duì)應(yīng)的冷卻曲線，而不是記錄該試樣實(shí)際成分的曲線。
圖4A和4B示出了實(shí)施本發(fā)明造成的靈敏度增加。圖4A公開了與CGI、SGI、石墨碎片鑄鐵和灰鑄鐵相對(duì)應(yīng)的四條冷卻曲線。沒有加入中和劑。該四條曲線可以互相區(qū)別開，但他們?nèi)匀豢康孟喈?dāng)近。圖4B示出了加入預(yù)定量中和劑后的相應(yīng)曲線。在圖4A中，所有的共晶平穩(wěn)段均包括在1140-1150℃的溫度范圍內(nèi)。與此相反，圖4B中共晶反應(yīng)時(shí)的最大成長(zhǎng)溫度包括在1115-1165℃的溫度范圍內(nèi)。從這些數(shù)字顯而易見，與目前技術(shù)水平相比本方法得到了高得多的準(zhǔn)確度。
上述的預(yù)定量的中和劑必須對(duì)把灰鑄鐵改變成白口鑄鐵有效。碲是優(yōu)先選擇的中和劑并且在試樣容器中碲的必需含量至少為0.01％(重量)，優(yōu)選含量為鑄鐵試樣重量的0.05-0.2％(重量)。
根據(jù)該最大共晶成長(zhǎng)溫度和再輝，可以把從處理過(guò)的鑄鐵試樣得到的結(jié)果大致分為四類。對(duì)不同的鑄造，類與類之間的限值是已校準(zhǔn)的。以下是某種鑄造判別準(zhǔn)則的實(shí)例。
與相應(yīng)的未經(jīng)處理的熔化鑄鐵相比，在碲坩堝中處理過(guò)的鑄鐵試樣含有較低濃度的活潑鎂。與在最初的濃度區(qū)域相比，此種處理的結(jié)果使該熱分析法在能得到更清晰結(jié)果的濃度區(qū)域?qū)嵤?br> 因此，在碲坩堝中記錄到的冷卻曲線可以非常清楚地顯示該鑄鐵中是否含有凝固成CGI所需的足夠量的變質(zhì)劑。它也能顯示該鑄鐵是否用變質(zhì)劑過(guò)度處理了。
本方法也可通過(guò)加入其它的熱分析法步驟而得到進(jìn)一步的改進(jìn)，它可在其它種類的試樣容器中實(shí)施，例如在硅鐵坩堝和純凈坩堝中。
在硅鐵坩堝以及在純凈坩堝中實(shí)施的熱分析法能給出有關(guān)孕育水平和鑄鐵真實(shí)狀態(tài)的信息。通過(guò)確定最大和最小共晶溫度以及該冷卻曲線的最大斜率，可以計(jì)算此孕育水平。如果該硅鐵曲線的最小共晶溫度比該純凈曲線的最小共晶溫度高得多，那么該孕育水平遠(yuǎn)低于飽和，并且應(yīng)該加入孕育劑。當(dāng)上述兩個(gè)溫度大致相同時(shí)，該鑄鐵達(dá)到了飽和水平。當(dāng)該鑄鐵過(guò)度處理時(shí)，從該硅鐵坩堝得到的冷卻曲線有較小的再輝和較小的最大斜率。
該純凈坩堝可測(cè)定鑄鐵的真實(shí)狀態(tài)并顯示其變質(zhì)和孕育水平。在一定的范圍內(nèi)(與其它兩個(gè)坩堝一起評(píng)估)，高再輝(低的最小共晶溫度和高的最大共晶溫度)和高最大斜率對(duì)應(yīng)于優(yōu)質(zhì)CGI，而較低的再輝和較低的斜率顯示該鑄鐵用變質(zhì)劑和/或孕育劑過(guò)度處理了。
因此，在碲坩堝中實(shí)施的熱分析法顯示熔化鑄鐵是否會(huì)凝固成灰鑄鐵、石墨碎片鑄鐵、CGI或SGI。與硅鐵坩堝和純凈坩堝一起分析以及在所有三條冷卻曲線之間進(jìn)行比較可靈敏且準(zhǔn)確地確定有關(guān)孕育和組織變化的狀態(tài)。
圖5A概述了一個(gè)怎樣解釋冷卻曲線的實(shí)例，該曲線是通過(guò)使用碲坩堝來(lái)實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的熱分析法而得到的。第一步是確定該碲坩堝曲線的最大共晶溫度Te。如果它低于1130℃，該鑄鐵會(huì)凝固成灰鑄鐵。必須加入鎂。如果該最大共晶溫度在1130℃和1150℃之間，那么該鑄鐵凝固成含有石墨碎片的CGI。必須加入小量的鎂。如果該碲曲線的最大共晶溫度高于1155℃，該試樣會(huì)凝固成CGI。否則，它凝固成SGI。
圖5B概述了怎樣解釋冷卻曲線，該曲線是通過(guò)在一系列三個(gè)不同的坩堝中，即碲坩堝、純凈坩堝和硅鐵坩堝中，實(shí)施熱分析法而得到的。第一步是確定該碲坩堝曲線的最大共晶溫度Te。如果它低于1130℃，該鑄鐵凝固成灰鑄鐵。必須加入鎂。
如果該最大共晶溫度在1130℃和1150℃之間，那么該鑄鐵會(huì)凝固成含有石墨碎片的CGI。通過(guò)測(cè)定在該純凈坩堝和硅鐵坩堝中記錄的冷卻曲線的再輝斜率Tno(slope)和TFeSi(slope)可得到更多的信息。如果Tno(slope)＞0.85℃/s且TFeSi(slope)＞0.45℃/s，將減少形成石墨碎片的危險(xiǎn)，并且相應(yīng)地，只需加入更少量的鎂。
如果該碲曲線的最大共晶溫度高于1150℃，該試樣會(huì)凝固成CGI或SGI。為了區(qū)別開CGI和SG，則要確定該碲坩堝冷卻曲線的再輝△Te。如果該值小于0.5℃，那么該純凈坩堝和硅鐵坩堝中相應(yīng)的再輝值需要確定。如果△Tno＞6℃且△TFeSi＞3.5℃，該鑄鐵會(huì)凝固成具有低晶粒度的SG。否則，該鑄鐵會(huì)凝固成SG鑄鐵。
如果△Te大于0.5℃，那么在該硅鐵坩堝和純凈坩堝中記錄的冷卻曲線的最小值要確定。如果該硅鐵曲線和純凈坩堝曲線的最小值之差大于3℃，該鑄鐵熔體就不能充分孕育。
最后，考慮該純凈坩堝曲線的再輝和再輝斜率。如果△Tno＞10℃且Tno(slope)＞1℃/s，該鑄鐵會(huì)凝固成CGI。如果△Tno在5到10℃范圍內(nèi)且Tno(slope)在0.8到1℃/s范圍內(nèi)，該鑄鐵會(huì)凝固成具有高晶粒度的CGI。否則該鑄鐵會(huì)凝固成SG鑄鐵。
以下為圖5A和5B中的簡(jiǎn)略符號(hào)Tno＝在該純凈坩堝中測(cè)得的共晶溫度Te＝在該碲坩堝中測(cè)得的共晶溫度TFeSi＝在該硅鐵坩堝中測(cè)得的共晶溫度Te(max)＝碲坩堝曲線的最大值TFeSi(max)＝硅鐵坩堝曲線的最大值Tno(max)＝純凈坩堝曲線的最大值Te(min)＝碲坩堝曲線的最小值△Te＝碲坩堝曲線的再輝Te(slope)＝碲坩堝曲線再輝的斜率Tno(slope)＝純凈坩堝曲線再輝的斜率TFeSi(slope)＝硅鐵坩堝曲線再輝的斜率△Tno＝純凈坩堝曲線的再輝△TFe，△TFeSi＝硅鐵坩堝曲線的再輝TFeSi(min)＝硅鐵坩堝曲線的最小值Tno(min)＝純凈坩堝曲線的最小值Cat.1＝灰鑄鐵Cat.2＝石墨碎片鑄鐵Cat.3＝CGICat.4＝高晶粒度CGI，SG優(yōu)先使用計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)施本方法，尤其在需要進(jìn)行大量測(cè)量的情況下。在這種情況下使用與上述相同種類的采樣設(shè)備22(或者當(dāng)使用一系列三個(gè)不同的坩堝時(shí)為22，24，26)。在圖6中概述了這樣一種計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)。在一特定試樣的測(cè)量過(guò)程中，溫度傳感器8(或者，當(dāng)使用一系列三個(gè)不同的坩堝時(shí)為8，10，12)向計(jì)算機(jī)設(shè)備14發(fā)送信號(hào)以便生成一條或多條冷卻曲線。
該計(jì)算機(jī)已訪問(wèn)了在ROM只讀內(nèi)存設(shè)備16中的校準(zhǔn)數(shù)據(jù)并且計(jì)算必須要加入到熔體中的變質(zhì)劑和/或孕育劑的量。將該量發(fā)信號(hào)給設(shè)備18來(lái)修正供給熔體20的變質(zhì)劑和/或孕育劑的量，由此向該熔體提供了適當(dāng)量的這些試劑。采樣設(shè)備22包括一碲坩堝。采樣設(shè)備24包括一硅鐵坩堝，采樣設(shè)備26包括一純凈坩堝。
權(quán)利要求
1. 一種用于預(yù)測(cè)某種鑄鐵熔體凝固后顯微組織的方法，其中包括下列步驟a)從該鑄鐵選取W量的試樣；b)把該試樣加入到含有一定量中和劑的試樣容器中，該中和劑量最好是碲，其量足夠把W量的灰鑄鐵熔體變?yōu)榘卓阼T鐵；c)記錄該試樣中心的冷卻曲線；d)確定在步驟c)中所得冷卻曲線的最大共晶溫度Te(max)；以及e)用步驟d)中所得的信息來(lái)預(yù)測(cè)該鑄鐵熔體是否會(huì)凝固成球墨鑄鐵(SGI)、蠕墨鑄鐵(CGI)、石墨碎片鑄鐵或灰鑄鐵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于該中和劑為碲。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于該試樣容器含有的碲的量至少為該鑄鐵試樣重量的0.01％。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于該試樣容器含有的碲的量為該鑄鐵試樣重量的0.05-0.2％。
5. 一種根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟f)把該熔化鑄鐵熔體的試樣加入到硅鐵坩堝中并且記錄該試樣中心的冷卻曲線；g)把該熔化鑄鐵熔體的試樣加入到純凈坩堝中并且記錄該試樣中心的冷卻曲線；h)確定在步驟f)和g)中所得冷卻曲線的下列參數(shù)(i)在該純凈坩堝中記錄的冷卻曲線的再輝(△Tno)；(ii)在該碲坩堝中記錄的冷卻曲線的再輝(△Te)；(iii)在該硅鐵坩堝中記錄的冷卻曲線的再輝(△TFeSi(iv)在該硅鐵坩堝中記錄的冷卻曲線的最大共晶溫度(TFeSi(max))；(v)在該純凈坩堝中記錄的冷卻曲線的最大共晶溫度(Tno(max))；(vi)在該碲坩堝中記錄的冷卻曲線的最大共晶溫度(Te(max))；(vii)在該碲坩堝中記錄的冷卻曲線的局部最小溫度(Te(min))；(viii)在該純凈坩堝中記錄的冷卻曲線的局部最小溫度(Tno(min))；(ix)在該硅鐵坩堝中記錄的冷卻曲線的局部最小溫度(TFeSi(min))；(x)該純凈坩堝曲線再輝的斜率(Tno(slope))；(xi)該碲坩堝曲線再輝的斜率(Te(slope))；(xii)該硅鐵坩堝曲線再輝的斜率(TFeSi(slope))；i)用在步驟h)中所得的信息來(lái)預(yù)測(cè)該鑄鐵熔體是否會(huì)凝固成SGI、CGI、石墨碎片鑄鐵或灰鑄鐵以及該鑄鐵熔體是否含有足夠量的孕育劑。
6. 一種制造CGI鑄件的方法，包括下列步驟a)實(shí)施根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的預(yù)測(cè)方法；b)用在步驟a)中所得的信息計(jì)算為得到CGI而必須要加入到該鑄鐵熔體中的變質(zhì)劑的量；c)在該鑄鐵熔體中加入在步驟b)中計(jì)算所得的量；以及d)用一種公知的方式實(shí)施該鑄造操作。
7. 一種在制造蠕墨鑄鐵鑄件過(guò)程中，實(shí)時(shí)確定要加入到鑄鐵熔體(20)中的變質(zhì)劑量的裝置，該裝置包括碲坩堝(22)；在此碲坩堝中記錄冷卻曲線的溫度傳感器(8)；確定要加入到該熔體中的變質(zhì)劑量數(shù)值(Va)的計(jì)算機(jī)設(shè)備(14)，其中，該計(jì)算機(jī)設(shè)備可設(shè)置為來(lái)確定冷卻曲線，可設(shè)置為來(lái)確定此冷卻曲線的最大共晶溫度(Te(max))，可設(shè)置為來(lái)計(jì)算相應(yīng)于Te(max)的要加入到該熔體中的變質(zhì)劑的準(zhǔn)確量數(shù)值(Va)。
8. 用來(lái)實(shí)施權(quán)利要求6所述工藝的裝置，該裝置包括采樣設(shè)備，它從用來(lái)制造含有CGI的鑄件的鑄鐵熔體(20)中選取熔化鑄鐵試樣并且輸送該試樣到碲坩堝(22)；碲坩堝(22)；在此碲坩堝中記錄冷卻曲線的溫度傳感器(8)；確定要加入到該熔體中的變質(zhì)劑量數(shù)值(Va)的計(jì)算機(jī)設(shè)備(14)，根據(jù)計(jì)算機(jī)設(shè)備所發(fā)信號(hào)來(lái)供給正確量的變質(zhì)劑的設(shè)備，該信號(hào)與上述量數(shù)值(Va)相對(duì)應(yīng)；其中，該計(jì)算機(jī)設(shè)備可設(shè)置為來(lái)確定冷卻曲線，可設(shè)置為來(lái)確定此冷卻曲線的最大共晶溫度(Te(max))，可設(shè)置為來(lái)計(jì)算相應(yīng)于Te(max)的要加入到該熔體中的變質(zhì)劑的準(zhǔn)確量數(shù)值(Va)；可設(shè)置為向上述設(shè)備發(fā)送與上述量數(shù)值相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的計(jì)算機(jī)，由此把正確量的變質(zhì)劑加入到熔體(20)中。
9. 一種在制造蠕墨鑄鐵鑄件過(guò)程中，實(shí)時(shí)確定要加入到鑄鐵熔體(20)中的變質(zhì)劑和/或孕育劑的量的裝置，該裝置包括碲坩堝(22)；硅鐵坩堝(24)；純凈坩堝(26)；在該碲坩堝(22)中用來(lái)記錄冷卻曲線的第一溫度傳感器(8)；在該硅鐵坩堝(24)中用來(lái)記錄冷卻曲線的第二溫度傳感器(10)；在該純凈坩堝(26)中用來(lái)記錄冷卻曲線的第三溫度傳感器(12)；確定要加入到該熔體中的變質(zhì)劑量數(shù)值(Va)和/或確定要加入到該熔體中的孕育劑量數(shù)值(Vb)的計(jì)算機(jī)設(shè)備(14)，該計(jì)算機(jī)設(shè)備可設(shè)置為從上述坩堝(22，24，26)中的每一個(gè)確定冷卻曲線；該計(jì)算機(jī)設(shè)備可設(shè)置為從上述冷卻曲線確定下列參數(shù)(i)在該純凈坩堝中記錄的冷卻曲線的再輝(△Tno)；(ii)在該碲坩堝中記錄的冷卻曲線的再輝(△Te)；(iii)在該硅鐵坩堝中記錄的冷卻曲線的再輝(△TFeSi)；(iv)在該硅鐵坩堝中記錄的冷卻曲線的最大共晶溫度(TFeSi(max))；(v)在該純凈坩堝中記錄的冷卻曲線的最大共晶溫度(Tno(max))；(vi)在該碲坩堝中記錄的冷卻曲線的最大共晶溫度(Te(max))；(vii)在該碲坩堝中記錄的冷卻曲線的局部最小溫度(Te(min))；(viii)在該純凈坩堝中記錄的冷卻曲線的局部最小溫度(Tno(min))；(ix)在該硅鐵坩堝中記錄的冷卻曲線的局部最小溫度(TFeSi(min))；(x)該純凈坩堝曲線再輝的斜率(Tno(slope))；(xi)該碲坩堝曲線再輝的斜率(Te(slope))；(xii)該硅鐵坩堝曲線再輝的斜率(TFeSi(slope))；該計(jì)算機(jī)設(shè)備可設(shè)置為來(lái)計(jì)算與△Tno、△Te、△TFeSi、TFeSi(max)、Tno(max)、Te(max)、Te(min)、Tno(min)、TFeSi(min)、Tno(slope)、Te(slope)、TFeSi(slope)相對(duì)應(yīng)的要加入到該熔體中的變質(zhì)劑的準(zhǔn)確量數(shù)值(Va)和/或孕育劑的準(zhǔn)確量數(shù)值(Vb)。
10. 一種用來(lái)實(shí)施權(quán)利要求6所述工藝的裝置，該裝置包括采樣設(shè)備，它從用來(lái)制造含有CGI的鑄件的鑄鐵熔體(20)中選取熔化鑄鐵試樣并且輸送該試樣到碲坩堝(22)、硅坩堝(24)和純凈坩堝(26)；碲坩堝(22)；硅鐵坩堝(24)；純凈坩堝(26)；在該碲坩堝(22)中用來(lái)記錄冷卻曲線的第一溫度傳感器(8)；在該硅鐵坩堝(24)中用來(lái)記錄冷卻曲線的第二溫度傳感器(10)；在該純凈坩堝(26)中用來(lái)記錄冷卻曲線的第三溫度傳感器(12)；確定要加入到該熔體中的變質(zhì)劑量數(shù)值(Va)和/或確定要加入到該熔體中的孕育劑量數(shù)值(Vb)的計(jì)算機(jī)設(shè)備(14)，根據(jù)該計(jì)算機(jī)設(shè)備所發(fā)送的量數(shù)值(Va，Vb)信號(hào)來(lái)供給正確量的變質(zhì)劑和/或孕育劑的設(shè)備(18)；該計(jì)算機(jī)設(shè)備可設(shè)置為從上述坩堝(22，24，26)中的每一個(gè)確定冷卻曲線；該計(jì)算機(jī)設(shè)備可設(shè)置為從上述冷卻曲線確定下列參數(shù)(xiii)在該純凈坩堝中記錄的冷卻曲線的再輝(△Tno)；(xiv)在該碲坩堝中記錄的冷卻曲線的再輝(△Te)；(xv)在該硅鐵坩堝中記錄的冷卻曲線的再輝(△TFeSi)；(xvi)在該硅鐵坩堝中記錄的冷卻曲線的最大共晶溫度(TFeSi(max))；(xvii)在該純凈坩堝中記錄的冷卻曲線的最大共晶溫度(Tno(max))；(xviii)在該碲坩堝中記錄的冷卻曲線的最大共晶溫度(Te(max))；(xix)在該碲坩堝中記錄的冷卻曲線的局部最小溫度(Te(min))；(xx)在該純凈坩堝中記錄的冷卻曲線的局部最小溫度(Tno(min))；(xxi)在該硅鐵坩堝中記錄的冷卻曲線的局部最小溫度(TFeSi(min))；(xxii)該純凈坩堝曲線再輝的斜率(Tno(slope))；(xxiii)該碲坩堝曲線再輝的斜率(Te(slope))；(xxiv)該硅鐵坩堝曲線再輝的斜率(TFeSi(slope))；該計(jì)算機(jī)設(shè)備可設(shè)置為來(lái)計(jì)算與△Tno、△Te、△TFeSi、TFeSi(max)、Tno(max)、Te(max)、Te(min)、Tno(min)、TFeSi(min)、Tno(slope)、Te(slope)、TFeSi(slope)相對(duì)應(yīng)的要加入到該熔體中的變質(zhì)劑的準(zhǔn)確量數(shù)值(Va)和/或孕育劑的準(zhǔn)確量數(shù)值(Vb)；可設(shè)置為向上述設(shè)備發(fā)送與上述量數(shù)值相對(duì)應(yīng)的信號(hào)的計(jì)算機(jī)，由此，把正確量的變質(zhì)劑和/或孕育劑加入到熔體(20)中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于預(yù)測(cè)某種鑄鐵熔體凝固后顯微組織的方法，其中包括下列步驟選取預(yù)定W重量的該鑄鐵熔體試樣；把該試樣加入到含有一定量中和劑的試樣容器中，該中和劑足夠?qū)重量的熔化灰鑄鐵轉(zhuǎn)變成白口鑄鐵，該中和劑優(yōu)選碲；記錄如此得到的已處理過(guò)的鑄鐵試樣中心的冷卻曲線；確定在步驟c)中所得冷卻曲線的局部最大值T
文檔編號(hào)B22D1/00GK1240025SQ9718031
公開日1999年12月29日 申請(qǐng)日期1997年12月4日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月4日
發(fā)明者邵益東, 伯蒂爾·霍林格 申請(qǐng)人:新特卡斯特有限公司