CN103146984B - 一种高强度灰铸铁用孕育剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高强度灰铸铁用孕育剂及其制备方法,属于铸造技术领域。其化学成分及其重量百分比为:Si:65-72%,Al:0.5-1.2%,Zr:0.5-1.5%,RE:0.6-1.8%,Mn:4.0-6.0%,Sn:0.4-1.2%(或Sb:0.1-0.4%),C<0.2,S<0.02,P<0.05,余量为铁及不可避免的杂质。该孕育剂可显著减小白口倾向、细化石墨、减小组织壁厚敏感性,并明显增加珠光体含量,从而提高灰铸铁的拉伸强度。对于相同成分的原铁水,与普通75硅铁孕育剂相比,应用该孕育剂铸铁的抗拉强度可提高30-60MPa。
Description
技术领域
本发明涉及一种高强度灰铸铁用孕育剂及其制备方法,属于铸造技术领域。
背景技术
孕育剂是一种可促进石墨化,减少白口倾向,改善石墨形态和分布状况,增加共晶团数量,细化基体组织的加工助剂。它在孕育处理后的短时间内(约5-8分钟)有良好的效果,是提高铸件性能的最有效或最经济的途径之一。
随着机械工业的发展,对灰铸铁的强度要求越来越高,现有的SiFe75合金等孕育剂无法提高灰铸铁的强度,因此无法满足铸件的强度要求。为了提高灰铸铁的强度,要增加炉中废钢的加入量,以降低铸铁的碳当量,生产结果表明:铸铁的机械强度满足了要求,但同时出现了下述问题:(1)由于炉料中废钢加入量增多,废钢质量不高,表面锈蚀严重,铸铁中的含气量增高,铸件因气孔报废的百分率升高,浪费了大量的原材料;(2)铸件内在质量不均匀,铸件宽、厚不同处的硬度悬殊大;(3)共晶团粗大,加工性能不好。
发明内容
本发明克服了上述现有技术的不足,提供了一种高强度灰铸铁用孕育剂及其制备方法,该孕育剂与普通75硅铁孕育剂相比,应用该孕育剂的灰铸铁的抗拉强度可提高30-60MPa,从而满足了铸件的强度要求。
本发明的技术方案是:一种高强度灰铸铁用孕育剂,其化学成分及其重量百分比为:Si:65-72%,Al:0.5-1.2%,Zr:0.5-1.5%,RE:0.6-1.8%,Mn:4.0-6.0%,Sn:0.4-1.2%(或Sb:0.1-0.4%),C<0.2,S<0.02,P<0.05,余量为铁及不可避免的杂质。
制备方法:按上述的化学成分及重量百分比调配原料,将含有Si、Al、RE、Mn的铁合金以及金属锆、金属锡或者金属锑混合、熔炼、冷却,粉碎成3-8mm的颗粒。
使用方法:使用任何常规方法将孕育剂加入到灰铸铁的铁水中,加入总量为铁水质量的0.4-0.6%。优选是浇包内孕育处理。
本发明的有益效果是:该孕育剂化学成分中一方面增加了Al、Zr和RE等元素从而促进石墨形核、增强孕育效果和减小孕育衰退;同时增加了Sn\Sb、Zr、Mn等元素从而促进珠光体形成并减小珠光体片间距。本发明进一步通过实践证明,该孕育剂可显著减小白口倾向、细化石墨、减小组织壁厚敏感性,并明显增加珠光体含量,从而提高灰铸铁的抗拉强度。对于相同成分的原铁水,与普通75硅铁孕育剂相比,应用该孕育剂铸铁的抗拉强度可提高30-60MPa。
具体实施方式
实施例1
配比(重量份):Si:65-72%,Al:0.5-1.2%,Zr:0.5-1.5%,RE:0.6-1.8%,Mn:4.0-6.0%,Sn:0.4-1.2%,C<0.2,S<0.02,P<0.05,余量为铁及不可避免的杂质。
制备方法:Si由硅铁(FeSi75Al1.5、FeSi45Al1.5)提供,RE由稀土硅铁合金(FeSiRe26)提供,Mn由锰铁提供,Zr、Sn分别由金属锆、金属锡提供;将上述原料混合、熔炼、冷却,粉碎成3-8mm的颗粒。
实施例2
配比(重量份):Si:65-72%,Al:0.5-1.2%,Zr:0.5-1.5%,RE:0.6-1.8%,Mn:4.0-6.0%,Sb:0.1-0.4%,C<0.2,S<0.02,P<0.05,余量为铁及不可避免的杂质。
制备方法:Si由硅铁(FeSi75Al1.5、FeSi45Al1.5)提供,RE由稀土硅铁合金(FeSiRe29)提供,Mn由锰铁提供,Zr、Sb分别由金属锆、金属锑提供;将上述原料混合、熔炼、冷却,粉碎成3-8mm的颗粒。
试验方法:
1.1原铁液化学成分设计(重量比):C:3.2-3.4%,Si:1.5-2.0%,Mn:0.8-1.0%,S<0.05,P<0.06,Cr:0.2-0.3%,Cu:0.6-0.8%,余量为Fe及不可避免的杂质。
1.2原料:生铁:回炉料:废钢=50:30:20,微量合金化材料为铬铁合金、纯铜和硅铁。
1.3将上述原料在中频感应炉内熔融,热电偶测温,铁水的出炉温度为1510℃,浇包内孕育,分别加入0.5wt%的SiFe75合金孕育剂和0.5wt%的本发明实施例1-2的孕育剂进行孕育处理;充分搅拌后在树脂砂型中浇注,抗拉强度及布氏硬度测定等,试样铁棒的尺寸为其抗拉强度、布氏硬度等指标测定结果如表1所示。
表1实施例1-2与SiFe75的抗拉强度及布氏硬度比较
从表1可以看出:本发明的孕育剂的抗拉强度得到了大幅度提高。并进一步通过实践证明,该孕育剂可显著减小白口倾向、细化石墨、减小组织壁厚敏感性,并明显增加珠光体含量,从而提高了灰铸铁的抗拉强度。
Claims (2)
1.一种高强度灰铸铁用孕育剂,其特征是,其化学成分及其重量百分比为:Si:65-72%,Al:0.5-1.2%,Zr:0.5-1.5%,RE:0.6-1.8%,Mn:4.0-6.0%,Sn:0.4-1.2%,C<0.2,S<0.02,P<0.05,余量为铁及不可避免的杂质。
2.一种高强度灰铸铁用孕育剂,其特征是,其化学成分及其重量百分比为:Si:65-72%,Al:0.5-1.2%,Zr:0.5-1.5%, RE:0.6-1.8%,Mn:4.0-6.0%, Sb:0.1-0.4%,C<0.2,S<0.02,P<0.05,余量为铁及不可避免的杂质。
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