CN102827987B - 球化剂及其生产方法与用途 - Google Patents

Abstract

本发明是关于一种球化剂，其成分及重量百分比分别为：镁5.0-6.0％、稀土0.8-1.2％、钙3.0-3.5％、硅42-44％、钡3.5-4.5％、锶0.5-0.7％、铋0.1-0.18％，余量为铁;以及该球化剂的制备方法和用途，该球化剂采用低镁、低稀土添加，在球铁生产中加入少量后能得到薄壁球铁铸件无需热处理，本体取样抗拉强度420-650Mpa，延伸率20%以上。从而解决了长期以来薄壁铸件部分白口或全白口使用性能下降，必须回火处理，增加了生产成本这个难题。

Description

球化剂及其生产方法与用途

技术领域

本发明涉及一种铸造合金添加剂及其生产工艺和用途，尤其涉及一种球墨铸铁球化剂及其生产方法与用途。

背景技术

目前市场上生产和销售的球化剂普遍的是Re₃Mg_7-9或Re₅Mg_7-9。稀土和镁含量偏高。存在以下问题：球化剂的生产成本较高；其次稀土和镁的残留导致薄壁铸件在薄壁处出现部分或全白口。尤其是对于采用覆膜砂铸造工艺，铸型裸浇。生产薄壁管件和管接头时由于覆膜砂溃散比较快，铸件在高温下裸露在空气中铸件冷却快，出现部分白口或全白口；在球化处理时铁水沸腾的厉害，并伴有强光和镁蒸汽安全隐患，对人的皮肤和眼睛刺激大，同时温度下降幅度大，会使铸件出现气孔、冷隔、浇注不足等缺陷；铁水对镁的吸收率下降，铁水对镁的吸收一般在4-6%时吸收率达70%，随着镁的增加铁水对镁的吸收率开始下降，达到8%时吸收率只有50%，9%时只有45%。

有鉴于上述现有的球化剂及其生产方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型的球化剂及其生产方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于，克服现有的球化剂及其生产方法存在的缺陷，而提供一种新型的球化剂及其生产方法，所要解决的技术问题是降低生产成本，适于生产薄壁球铁铸件，简化铸件加工工艺，从而更加适于实用，且具有产业上的利用价值。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。硅是极强的石墨化元素，加入量低在熔炼合金时易出现喷炉现象，好多生产厂家都出现因喷炉造成人员伤亡事故。加入量高不但成本加大，而且会出现合金组织疏松，成分偏析。

钙是强石墨化元素能有效弥补稀土和镁的不足，同时压制镁的沸腾。但是钙在铁水中的溶解度是有限的。低了效果差，高了反而出现反白口现象。

钡是强石墨化元素可净化铁水，延缓衰退等功效。钡在铁水表面形成一层薄薄的保护膜防止硫、氧二次进入铁水。

锶和铋是强石墨化元素，加入适量可使球铁在共析转变时形成大量或全部铁素体基体，细化石墨球，同时增加石墨球数量。使铸件抗拉强度和延伸率大大增强。

依据本发明提出的一种球化剂，其成分及重量百分比分别为：镁5.0-6.0％、稀土0.8-1.2％、钙3.0-3.5％、硅42-44％、钡3.5-4.5％、锶0.5-0.7％、铋0.1-0.18％，余量为铁。

前述铁由废钢提供。

前述镁、稀土、钙、硅、钡、锶和铋分别由以下原材料提供工业纯镁锭、30稀土、30硅钙、75#硅铁、25硅钡、75锶铁和80铋铁提供。

原料要求：

（1）工业纯镁锭Mg≥99.8%，块度要求是工业纯镁锭（7.3Kg/块）每块切成非等分4-5段即可。

（2）稀土硅铁合金：其规格为Xt30，其化学成分为Re30%；Si＜45%;Mn＜7%；Ca＜5%；Ti＜6%其余为Fe，块度要求5-35mm。

（3）硅铁：采用含硅量75%的硅铁，粒度为10-35mm。

（4）硅钙：牌号Ca31Si60，Ca不小于31，Si不大于65，C-0.8，Al-2.4，P-0.04，S-0.06

块度5-35mm。

（5）硅钡：牌号FeBa25Si40，BaSiAlMnCPS

25403.00.40.30.040.04

块度5-35mm。

（6）废钢：Φ18-25螺纹钢或相应粗细的A3钢也行，截断为300-350mm。

（7）锶铁：锶不小于75，余量为铁和硅,块度10-35mm。

（8）铋铁：铋不小于80，余量为硅和铁,块度10-35mm。

制备前述的球化剂的方法，包括如下步骤，

步骤一，取重量百分比的镁锭5.0-6.0％、稀土3-4％、硅钙15-18％、硅铁55-60％、硅钡15-18％、锶铁0.7-1.0％、铋铁0.1-0.2％和余量的废钢进行取料；

步骤二，将步骤一取好的料按照以下顺序加入到感应电炉中进行熔炼，加入顺序为：镁锭→锶铁→铋铁→稀土→硅钙→硅钡→硅铁→废钢；

步骤三，当温度达到1260℃~1300℃时出炉，将合金液倒入密闭的多层的锭盘中冷却到室温；

步骤四，将步骤三冷却的合金液破碎，加工成成品封装打包。

前述球化剂可以用于制备壁厚为3-4mm的球铁铸件。

用于感应电炉熔炼时，所述球化剂的加入量为1.1--1.4%。

用于冲天炉熔炼时，所述球化剂的加入量为1.4--1.6%。

借由上述技术方案，本发明的球化剂及其生产方法与用途至少具有下列优点：

该球化剂采用低镁、低稀土添加，在球铁生产中加入少量后能得到薄壁球铁铸件无需热处理，本体取样抗拉强度420--650Mpa，延伸率20%以上。从而解决了长期以来薄壁铸件部分白口或全白口使用性能下降，必须回火处理，增加了生产成本这个难题。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,对依据本发明提出的球化剂及其生产方法与用途其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。

实施例1：

步骤一，取重量百分比的镁锭6.0％、稀土3.2％、硅钙16％、硅铁60％、硅钡17％、锶铁0.8％、铋铁0.11％和余量的铁进行取料；

步骤二，将步骤一取好的料按照以下顺序加入到感应电炉中进行熔炼，加入顺序为：镁锭→锶铁→铋铁→稀土→硅钙→硅钡→硅铁→废钢；

步骤三，当温度达到1280℃时出炉，将合金液倒入密闭的多层的锭盘中冷却到室温；

步骤四，将步骤三冷却的合金液破碎，加工成成品封装打包。

按1.3%比例取上述方法生产的球化剂，用感应电炉生产3mm薄壁散法兰时（覆膜砂铸造，铸型裸浇工艺）、(材质要求QT400-18)得到的铸件，将铸件本体实验，抗拉强度达到420Mpa，延伸率为23%；铸件试块的抗拉强度为425Mpa，延伸率达22%，进行破坏性试验，断口无白口，金相分析结果显示球化等级为2级，基体含铁素体95%珠光体5%。

实施例2：

步骤一，取重量百分比的镁锭5.8％、稀土3.3％、硅钙17％、硅铁58％、硅钡16％、锶铁0.9％、铋铁0.13％和余量的铁进行取料；

步骤二，将步骤一取好的料按照以下顺序加入到感应电炉中进行熔炼，加入顺序为：镁锭→锶铁→铋铁→稀土→硅钙→硅钡→硅铁→废钢；

步骤三，当温度达到1280℃时出炉，将合金液倒入密闭的多层的锭盘中冷却到室温；

步骤四，将步骤三冷却的合金液破碎，加工成成品封装打包。

按1.5%比例取上述方法生产的球化剂，用冲天炉生产3.5mm薄壁100*300的法兰三通（粘土砂造型）、（材质要求QT500-7)得到的铸件，将铸件本体实验，抗拉强度达到520Mpa，延伸率为12.2%；铸件试块的抗拉强度为550Mpa，延伸率达11.9%，进行破坏性试验，断口无白口，金相分析结果显示球化等级为2级，基体含铁素体80%珠光体20%。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种球化剂，其特征在于：其成分及重量百分比分别为：镁5.0-6.0％、稀土0.8-1.2％、钙3.0-3.5％、硅42-44％、钡3.5-4.5％、锶0.5-0.7％、铋0.1-0.18％，余量为铁；

所述铁由废钢提供；

所述镁、稀土、钙、硅、钡、锶和铋分别由工业纯镁锭、30稀土、30硅钙、75#硅铁、25硅钡、75锶铁和80铋铁提供。

2.制备权利要求1所述的球化剂的方法：其特征在于：包括如下步骤，

步骤一，取重量百分比的镁锭5.0-6.0％、稀土3-4％、硅钙15-18％、硅铁55-60％、硅钡15-18％、锶铁0.7-1.0％、铋铁0.1-0.2％和余量的废钢进行取料；

步骤二，将步骤一取好的料按照以下顺序加入到感应电炉中或冲天炉中进行熔炼，加入顺序为：镁锭→锶铁→铋铁→稀土→硅钙→硅钡→硅铁→废钢；

步骤三，当温度达到1260℃~1300℃时出炉，将合金液倒入密闭的多层的锭盘中冷却到室温；

步骤四，将步骤三冷却的合金液破碎，加工成成品封装打包。

3.一种权利要求1所述的球化剂的用途，其特征在于：所述球化剂用于制备壁厚为3-4mm的球铁铸件。

4.一种权利要求1所述的球化剂的用途，其特征在于：用于感应电炉熔炼时，所述球化剂的加入量为1.1--1.4%。

5.一种权利要求1所述的球化剂的用途，其特征在于：用于冲天炉熔炼时，所述球化剂的加入量为1.4--1.6%。