CN103215487A - 锶硅孕育剂在硅钼球墨铸铁中的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种锶硅孕育剂在制备硅钼球墨铸铁中的用途，更具体为锶硅孕育剂在制备GGG-SiMo4.05硅钼球墨铸铁中的应用。本发明是首次提出在硅钼球墨铸铁铸件中使用锶硅孕育剂，来提高其机械性能；更进一步，本发明在特殊牌号——GGG-SiMo4.05硅钼球墨铸铁中使用了锶硅孕育剂，显著提高了其机械性能，如抗拉强度、延伸率等均得到明显改善。

Description

锶硅孕育剂在硅钼球墨铸铁中的应用
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种锶硅孕育剂在硅钼球墨铸铁中的应用。
背景技术
目前，申请人在生产牌号为GGG-SiMo4.05硅钼球墨铸铁件时，机械性能总是不合格，具体是抗拉强度不合格，延伸率不合格。经过对炉料配比、球化剂种类的变换、成分调整等方面的不断调整，机械性能不合格的问题仍然存在。
孕育是球铁生产中的一个重要环节，孕育剂的选择一直为人们所重视。锶硅孕育剂一般均是做为灰铸铁铁水孕育使用，因为含锶的硅铁孕育剂中锶的石墨化能力强，同时不增加共晶团数量，可以减小缩松倾向，改善铸件致密性。但是含锶孕育剂在硅钼球墨铸铁中的使用却没有报道，且和75SiFe孕育剂相比较对硅钼球墨铸铁的性能影响更没有探讨。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种锶硅孕育剂的新用途，具体涉及锶硅孕育剂在制备硅钼球墨铸铁中的应用，更具体为锶硅孕育剂在制备GGG-SiMo4.05硅钼球墨铸铁中的应用。
本发明所述的GGG-SiMo4.05硅钼球墨铸铁，其化学成分为：C2.6-3.2wt%，Si3.6-4.4wt%，Mn0.4-0.5wt%，P≤0.60wt%，S≤0.018，Mg0.030-0.040wt%，Re0.008-0.015wt%，Mo0.4-0.8wt%，余量为铁。
本发明所述的锶硅孕育剂，其化学成分为：Si70-75wt%，Al≤0.5wt%，Ca≤0.5wt%，Sr1.3-1.8wt%，余量为铁。
本发明所述的硅锶孕育剂的加入量为GGG-SiMo4.05硅钼球墨铸铁化学成分总重量的0.5-0.8%。
本发明进行了大量的科学实验，最终通过使用锶硅孕育剂来优化硅钼球墨铸铁的性能，同时证明在硅钼铸铁中使用硅锶孕育剂比使用普通的硅铁孕育剂相比可以获得更优良的机械性能。
本发明还通过在硅钼球墨铸铁中使用锶硅孕育剂，来探讨锶硅孕育剂对于规模球墨铸铁性能的影响及和普通硅铁孕育剂的使用效果的比较分析，结果显示与普通75SiFe孕育剂相比较，在牌号为SiMo4.05硅钼铸铁件通过使用硅锶孕育剂，在保证提高强拉强度、屈服强度和硬度的同时，延伸率大幅提高。
本发明是首次提出在硅钼球墨铸铁铸件中使用锶硅孕育剂，来提高其机械性能；更进一步，本发明在特殊牌号——GGG-SiMo4.05硅钼球墨铸铁中使用了锶硅孕育剂，显著提高了其机械性能，如抗拉强度、延伸率等均得到明显改善。
附图说明
附图使用锶硅孕育剂制备硅钼球墨铸铁的工艺流程示意图。
如图：1.中频感应电炉，2.铁水包，3.QRMg7Re1球化剂，4.铸型。
具体实施方式
下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
工艺过程和实验结果如下：
采用中频感应电炉熔炼，炉料为Q10生铁+废钢+回炉铁，球化剂为QRMg7Re1，球化方式为冲入法，分别使用75SiFe孕育剂和硅锶孕育剂，出铁时随流孕育和浇注时瞬时孕育，孕育剂粒度分别为3-8mm和0.2-1mm(这里是两种孕育剂的对比，即:一种做法是只使用75SiFe孕育剂，粒度分别是3-8mm和0.2-1mm。另一种做法是只使用硅锶孕育剂，粒度分别是3-8mm和0.2-1mm)浇注铸件的同时浇注外浇试块为Y25mm（GB1348-2009），然后性能结果做对比。最终确定在牌号为GGG-SiMo4.05硅钼球墨铸铁中使用硅锶孕育剂的最佳熔炼工艺及相应参数。铸件（试块）主要化学成分控制范围见表1，75SiFe孕育剂和硅锶孕育剂的参数分别见2和表3，球化剂QRMg7Re1的参数见表4。硅锶孕育剂或75SiFe孕育剂的加入量为GGG-SiMo4.05硅钼球墨铸铁化学成分总重量的0.5-0.8%。
熔炼设备和具体工艺过程（行业常规工艺）：中频感应电炉。炉料：Q10生铁比例为50-65%，废钢比例为12-18%，回炉铁比例为20-35%，上述个组分重量百分比之和为100%，每批料1000Kg。待炉料熔化后升温至1430-1450℃，取样进行光谱检测，如果检测成分结果不符合工艺要求，则对成分进行相应的调整，成分要求见表1。成分调整后，继续升温至出铁温度1460-1480℃，停炉静置铁水2-4min后，开始出铁，当铁水包内的铁水达到总铁水量的约三分之二后，在继续出铁水的同时，把安装在电炉上的孕育斗（装有硅锶孕育剂，粒度3-8mm）打开对铁水进行随流孕育，待球化和孕育结束后扒渣，扒渣后把铁水包运送至铸型处，测量铁水包内的温度，当达到1350-1360℃，开始浇注，浇注的同时使用漏斗孕育装置（里面装有硅锶孕育剂，粒度0.2-1mm）进行瞬时孕育，待全部的铸件浇注完毕后浇注试块。
最佳实施方式
以浇注燃气进气壳为例，材料牌号GGG-SiMo4.05，一个燃气进气壳毛胚重量为15Kg，浇注重量20Kg，总共10个砂箱，每个砂箱2个铸件，加上额外的3个Y25试块，需要的总铁水量为430Kg。Q10生铁、废钢、回炉铁按照60%、14%、26%的百分比例加入到中频感应电炉，待炉料熔化后升温至1442℃，取光谱样进行检测，检测报告中如有部分元素的值不符合控制范围要求，则进行成分调整，然后继续升温至1472℃，把炉开关关闭，铁水静置约2min后,开始出铁，当铁水包内的铁水达到总铁水量的约三分之二后，在继续出铁水的同时，把安装在电炉上的孕育斗（装有硅锶孕育剂，粒度3-8mm）打开对铁水进行随流孕育，待球化和孕育结束后扒渣，扒渣后把铁水包运送至铸型处，测量铁水包内的温度，当达到1357℃，开始浇注，浇注的同时使用漏斗孕育装置（里面装有硅锶孕育剂，粒度0.2-1mm）进行瞬时孕育，待全部的铸件浇注完毕后浇注三个Y25试块。普通75SiFe孕育剂相比较，在牌号为SiMo4.05硅钼铸铁件通过使用硅锶孕育剂，在保证提高强拉强度、屈服强度和硬度的同时，延伸率大幅提高。
表1成分工艺控制范围
Figure BDA00003127819800031
表275SiFe孕育剂
Figure BDA00003127819800032
表3SrSiFe孕育剂
Figure BDA00003127819800041
表4球化剂成分
Figure BDA00003127819800042
注：铸件牌号为GGG-SiMo4.05，其中要求Si-3.6%-4.4%，Mo=0.4%-0.8%，抗拉强度，Rm≥550MPa，屈服强度，Rp0.2≥420MPa，延伸率，A≥8%，HB200-250。
表5使用75SiFe孕育剂和SrSiFe孕育剂的机械性能
Figure BDA00003127819800043
Figure BDA00003127819800051
从表5可知，在GGG-SiMo4.05硅钼球墨铸铁孕育中使用硅锶孕育剂要比使用75SIFe孕育剂得到更高的强度和更好的延伸率，同时也解决了使用75SIFe机械性能不合格的问题，铸件可以实现批量化生产。

Claims (5)

1.一种锶硅孕育剂在制备硅钼球墨铸铁中的用途。
2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于：所述的硅钼球墨铸铁为GGG-SiMo4.05硅钼球墨铸铁。
3.根据权利要求2所述的用途，其特征在于：所述的GGG-SiMo4.05硅钼球墨铸铁，其化学成分为：C2.6-3.2wt%，Si3.6-4.4wt%，Mn0.4-0.5wt%，P≤0.60wt%，S≤0.018，Mg0.030-0.040wt%，Re0.008-0.015wt%，Mo0.4-0.8wt%，余量为铁。
4.根据权利要求2所述的用途，其特征在于：孕育过程所述的锶硅孕育剂的加入量为GGG-SiMo4.05硅钼球墨铸铁化学成分总重量的0.5～0.8%。
5.根据权利要求1所述的用途，其特征在于：所述的锶硅孕育剂，其化学成分为：Si70-75wt%，Al≤0.5wt%，Ca≤0.5wt%，Sr1.3-1.8wt%，余量为铁。
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