CN105121061A

CN105121061A - 具有表面颗粒的孕育剂

Info

Publication number: CN105121061A
Application number: CN201480017023.1A
Authority: CN
Inventors: 托马斯·马尔加里亚; 奥雷利·费伊
Original assignee: Ferropem SAS
Current assignee: Ferroglobe France SAS
Priority date: 2013-03-19
Filing date: 2014-03-19
Publication date: 2015-12-02
Also published as: US10351920B2; US20160047008A1; SI2976172T1; CA2905802C; EP2976172A1; MX2015013384A; BR112015023924B1; EP2976172B1; BR112015023924B8; CA2905802A1; FR3003577A1; PT2976172T; BR112015023924A2; UA118555C2; KR20150131087A; JP2019073801A; DK2976172T3; FR3003577B1; WO2014147342A1; ES2915375T3

Abstract

本发明涉及一种用于处理液相熔体的颗粒孕育剂，包括，由在熔体中可熔材料的支撑颗粒，和促进石墨成核和生长的材料的表面颗粒，其设置在支撑颗粒的表面，并不连续地分布在支撑颗粒的表面，表面颗粒的粒度分布为其d50小于或等于支撑颗粒d50的十分之一。

Description

具有表面颗粒的孕育剂

技术领域

本发明涉及一种用于处理铸铁的孕育剂产品，和用于制造所述孕育剂的方法。

背景技术

铸铁是一种众所周知的铁-碳合金，其广泛用于机械部件的制造。铸铁通过在模具中铸造之前，在1135℃-1350℃之间的温度下，混合液体状态的合金成分并冷却获得的合金来获得。

在其冷却中，碳可以采用不同的物理化学结构，这取决于一些参数。

当碳与铁在一起并形成碳化铁Fe₃C(也被称为渗碳体)时，得到的铸铁称为白口铸铁。白口铸铁的特征在于其是硬而脆的，这对于一些应用来说是不利的。

如果碳以石墨的形式出现，由此得到的铸铁称为灰铸铁。灰铸铁较软且可以被加工。

为了得到具有良好机械性能的铸铁部件，因此需要得到的铸铁结构包括尽可能多的以石墨形式的碳和尽可能限制这些碳化铁的形成，碳化铁会使合金硬而且脆。

但是没有任何特定的处理时，碳倾向于与铁结合在一起以形成碳化铁。

因此，需要在液体状态处理铸铁从而调整碳的结合参数和得到想要的结构。

为此，液态铸铁经过孕育处理，旨在向铸铁中引入石墨化的化合物，当铸铁在模具中冷却时，其将促进石墨而不是碳化铁的出现。

通常，孕育剂的化合物是那些能在铸铁凝固时促进石墨形成的元素。例如碳，硅，钙，铝等。

当然，孕育剂也可以被设计用来实现其他功能。为此，其包括具有特殊效果的其他化合物。

特别是，根据所需的性能，尤其期望形成的石墨为球状，蠕虫状或片状的。任何一种石墨形式都可以优选通过特定化合物对铸铁进行特定的处理而得到。因此，例如，球状石墨的形成可以由一种叫做球化剂处理的方式来提升，其主要目的是为铸铁提供足够量的镁，从而石墨可以生长以形成圆形颗粒(球体)。

例如，在孕育剂合金中可以包括这些球化剂化合物。

我们还可以涉及加入脱硫产品，或实现了特别地处理铸铁中一些取决于液体铸铁浴的初始组成的缺陷的产品，所述缺陷例如是在冷却中容易出现的微缩孔。特别的，它可能包括镧和稀土元素。

这些处理可以一次进行也可以多次进行并在制造铸铁中的不同时刻。特别的，已知在钢水包中加入孕育剂，在模具中铸造铸铁之前(钢水包孕育)，在铸造中，或仍在铸造喷口时(晚孕育)。

大多数孕育剂通常是由FeSi_65-或FeSi_75-型硅铁合金根据孕育剂的目标组成调整化学组成制造的。有可能在熔炉内或铁水包中调整，通常效率不高，取决于待添加的元素。其也可能包括多种合金的混合物。

应当指出的是，铸铁部件的孕育剂的效果也取决于它的厚度。

在厚度小的区域，将冷却的更快，将注意到碳化物形成的风险更高。

相反的，在具有较大厚度的区域，冷却将较慢并将促进石墨的形成。然而，在厚度大的部件中，冷却可能太慢，在部件的中心附近，形成的石墨可能失去球化率。

结果是，具有不同厚度区域的部件可以从一个区域至另一个区域具有不同的物理化学结构，这是不想要的。

因此，需要有孕育剂来通过限制石墨的退化的风险和碳化铁的形成实现孕育具有不同厚度的铸铁部件，并且其实现了确保部件的冶金结构从一个区域至另一个区域的良好的均匀性。

此外，还希望孕育剂对铸铁的基本组成具有很低的灵敏度，铸铁的基本组成在各批次中可不同(特别是，最初的碳，硅和硫率，等)。

此外，不言而喻的，还希望所述的孕育剂不要求高于已知产品的加入速率和它保持了与这些产品类似的在铸铁中良好的溶解性能，和其基本并不会比后者产生更多的浮渣及熔渣。

发明内容

为此，本发明的目的是提供一种用于处理液相的铸铁的新的孕育剂，其符合所有或部分这些约束。为此，本发明提供了一种粉状颗粒孕育剂剂，包括，一方面，由在铸铁液中易熔的材料制成的支撑颗粒，和另一方面，由促进石墨成核化和生长的材料制成的表面颗粒，其设置在支撑颗粒的表面并以不连续的方式分布在支撑颗粒的表面，表面颗粒的粒度分布为使其粒径(d50)小于或等于支撑颗粒粒径(d50)的十分之一。

因此，在这样的设置下，表面颗粒形成了不连续的涂层，而支撑颗粒仍然有与铸铁接触的区域。

表面颗粒可以通过任何合适的技术而设置在支撑颗粒的表面，例如，通过接枝，结合，涂层。只要，当孕育剂被加入时，对支撑颗粒来说，与铸铁液的接触被阻止。

如前所述，表面颗粒的粒度分布小于支撑颗粒的。事实上，意外地观察到，这样的配置，即一组部分涂覆有不同性质，例如不同的粒度分布，的表面颗粒的支持颗粒，呈现出溶解和孕育图像，其将解决上述问题。支撑颗粒与表面颗粒之间性质的差异可以在各自颗粒的组成材料上被进一步阐述。

特别的，已经观察到，所述的物理化学结构强烈的限制了高厚度的部件中心的石墨的退化。所述结构还实现了明显改进孕育均匀性，并且更特别是，对于具有不同厚度区域的部件。

此外，与包括在熔炉内合金化的传统制造技术相比，由于孕育效果是由支撑颗粒/设置在表面上的颗粒组提供的，而不是通过调整合金的化学成分，所添加的元素的掺入效率大大提高。

根据第一个实施方式，支撑颗粒具有低的孕育性能。因此，多亏了本发明，在所述方法中使用低或中等的孕育剂产品成为可能。

根据第二个实施方式，支撑颗粒的孕育性能的组分或条件与支撑颗粒与表面颗粒的组合的不同。

有利地，支撑颗粒由硅制成，其组分含量可以变化和可以达到支撑颗粒质量的100％。

在补充或替代方式中，支撑颗粒可以由碳制成，其组分含量可以变化和可以达到以质量计相对于支撑颗粒质量的100％。如果合适的话，碳是以石墨的形式。当与硅在一起时，它可以，例如，以碳化硅的形式。

仍然有利地，支撑颗粒包含相对支撑颗粒的质量，以质量计至少40％的硅。

优选地，支撑颗粒由合金制造，更特别的，由铁合金制造。

有利地，支撑颗粒包括，特别是以合金的形式，至少一种添加元素，例如铝或钙，特别的，相对于支撑颗粒的质量，对于每一种添加元素，以质量计在0.2到5％之间。

仍然优选的，支撑颗粒包括，特别是以合金的形式，至少一种用于处理缩孔的元素，特别的，相对于支撑颗粒的质量，含量在以质量计0.5到6％之间。

优选地，相对于孕育剂的质量，表面颗粒的比例在以质量计1到8％，优选以质量计1到5％。

有利地，表面颗粒以基本上均匀的方式分布在支撑颗粒的表面，特别是在一批颗粒内。

优选地，直到引入铸铁，表面颗粒占据了支撑颗粒80到90％的表面。

有利地，表面颗粒选自，单独的金属元素或金属元素的混合物，所述金属元素如铝，铋和锰，硅化物，特别是铁硅化物，稀土硅化物和钙硅化物，氧化物，如氧化铝，氧化钙，氧化硅或氧化钡，金属硫化物，特别是铁的硫化物，钙硫化物和稀土硫化物，硫酸盐，特别是硫酸钡，和炭黑。

本发明还涉及一种制造本发明的孕育剂的方法。根据所述方法的第一步，提供了，一方面，由在铸铁液中易熔的材料制造的粒度分布范围在0.2到7mm的支撑颗粒，另一方面，粒度分布为使其粒径d50小于或等于支撑颗粒粒径d50的十分之一的表面颗粒。然后，在第二步，表面颗粒沉积在支撑颗粒上。这一步可以通过任何本领域技术人员已知的技术实现。

在铸铁孕育剂领域传统的粒度分布被包括进0.2到7mm的粒度分布范围内，即粒度分布：0.2-0.5mm，0.4-2mm和2-7mm。

在本发明的一个变化方式中，表面颗粒的沉积通过镶嵌的方式机械化的实施。为此，支撑颗粒和表面颗粒在高速，例如在速度范围从1000到1500rpm下干混，从而得到通过表面颗粒以不连续分布镶嵌到支撑颗粒表面的沉积物。

在本发明的另一个变化方式中，在第一步，进一步提供在溶剂中的粘合剂，然后在第二步，支撑颗粒，表面颗粒和粘合剂被混合在一起，然后，溶剂被从粘合剂中除去，例如，通过蒸发。如将要被详细描述的，支撑颗粒，表面颗粒和粘合剂可以被同时加入或以任何先后顺序加入。例如，可以先在粘合剂溶液中混合表面颗粒，然后再加入支撑颗粒。

合适的粘合剂优选选自有机和聚合物粘合剂，特别的，选自聚乙烯醇(PVA)，羧甲基纤维素(CMC)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和水泥。

本发明的优选方法包括使用支撑颗粒和/或表面颗粒,支撑颗粒由含有铝和钙的FeSi材料制成。表面颗粒由选自铝、铋、硅化物，特别是铁硅化物、稀土硅化物和钙硅化物，氧化物，如氧化铝、氧化钙、氧化硅或氧化钡，金属硫化物，特别是硫化铁，硫化钙和稀土硫化物，硫酸盐，特别是硫酸钡，和炭黑的材料制造。

附图说明

基于阅读以下详细的描述和采用的实施方式，并参考所附的附图，将更好地理解本发明，其中：

-图1是扫描电子显微镜拍摄的根据本发明的一批颗粒孕育剂整体图，孕育剂颗粒包括支撑颗粒(黑色)，其表面固定有表面颗粒(白色)，赋予整体组合高的孕育能力。

-图2是图1中一个根据本发明的孕育剂颗粒的放大图。

具体实施方式

根据本发明的孕育剂可以以如下的方式制造。

大约500kg的FeSi合金，包含以质量计1％的铝和以质量计1.5％的钙，其粒度分布范围在0.4到2mm，被引入到流化床反应器。FeSi合金通过空气喷射流化。

最小流化速度由传统方式决定。空气流动速度基本保持固定，和高于这一最小速度。

反应器内的温度升到大约100℃。这个温度将能够移除随后注入的水。

合金的颗粒将形成支撑颗粒，所述颗粒表面将固定孕育剂颗粒。

在本发明的实施例中，表面颗粒将由钙硅化物(CaSi)和铝金属颗粒组成，二者的粒度分布都小于400微米。

将使用以质量计5％的表面颗粒，即约25kg的CaSi和铝颗粒的混合物。

为了能够使它们固定于支撑颗粒上，将要被固定的表面颗粒先与粘合剂在水溶液中混合，然后在100℃的温度下，在约30分钟内注入反应器中。

一旦颗粒和粘合剂的混合物被完全注入，表面颗粒，支撑颗粒和粘合剂的组合被流化和加热直到加入的水被完全蒸发。水的蒸发可以通过任何常用的方式控制，特别是通过测量从反应器中出来的空气的湿度。

之后，本发明的孕育剂将被回收和表征以评估涂覆有效性。特别的，这一表征可以通过扫描电子显微镜的监测实施。

所用的粘合剂可以是有机或聚合物型的，例如聚乙烯醇(PVA)，羧甲基纤维素(CMC)，聚乙烯吡咯烷酮(PVP)等类型的粘合剂。当然，这个列表不是限制性的。

当然，用于稀释粘合剂的水的用量取决于粘合剂在水中的溶解性并且应相应改变。

也可以考虑使用矿物粘合剂，特别是硅酸钠型，以及水硬性粘合剂水泥或石灰型。

当然，所用的粘合剂的性质可以取决于所用的支撑材料和孕育材料。

所用的粘结剂的用量将被计算，以便尽可能完全固定表面颗粒且不明显过量，否则将损害根据本发明的孕育剂的最终性能

当然，粘合剂的用量将取决于它的结合能力和应相应的改变。特别的，我们可以进行测试和视觉检查，特别是使用扫描电子显微镜。通常情况下，相对于颗粒的总质量(支撑颗粒和表面颗粒)，所使用的粘合剂的量可以在以质量计0.001和1％之间。

根据本发明的另一个可能的制造孕育剂的实施例，约500kgFeSi₇₀,其包含以质量计1％的Al和1.5％的Ca，其粒度分布范围在0.2到0.5mm，被加入到流化床反应器。FeSi合金通过空气喷射流化。反应器内的温度升到100℃。这些颗粒构成了支撑颗粒。PVP和水形成了悬浮液。8％的表面颗粒，含有铋Bi和铁硅稀土FeSiRE合金，二者的粒度分布均小于200微米，被加入水+PVP溶液，然后形成悬浮液。之后，所述悬浮液在100℃的温度下，在约40分钟内，以质量计10％的量注入反应器。当混合物被完全注入后，反应器内的温度维持在100℃直到产品完全干燥。

根据本发明的再另一个可能的制造孕育剂的实施例，约1000kgFeSi₇₀,其包含以质量计1％的Al和1.5％的Ca，其粒度分布范围在2到7mm，和约50kg铝粉，其粒度分布小于300μm，被加入到流化床反应器。所有颗粒通过注入贫化的空气流化。反应器内的温度升到100℃。由PVP和水制造悬浮液。之后，所述悬浮液在100℃的温度下，在约40分钟内，以10重量％的量注入反应器。当混合物被完全注入后，反应器内的温度维持在100℃直到产品完全干燥。

当然，方法的实施不限于使用流化床反应器，其他的涂覆技术也可以使用。特别是，以下的方法可以被提到。

第一种方法是使用高速搅拌器，例如以1000到1500rpm的速度。

混合速度能使细小的表面颗粒机械镶嵌到大于FeSi的颗粒(支撑颗粒)上。所述机械镶嵌不需要使用粘合剂，因此，它被称为冷干涂覆。FeSi₇₅-型的支撑颗粒主要包括FeSi_2,4和Si相，其可以直接被表面颗粒镶嵌。

第二种方法是使用高剪切搅拌器。

在这种情况下，混合以一个相对高的速度(例如50至500rpm)，在造粒混合型搅拌器中，在粘合剂的存在下(上述例子)进行。搅拌后，进行干燥步骤以除去粘合剂中的水。

搅拌器可配有干燥装置。特别地，其可能由燃烧器支管组成，例如气体燃烧器支管，它通过感应加热搅拌器的外部；或由加热带组成，其例如由硅制成，特别的围绕在搅拌器的壁的周围；或任何其他系统，其可以将搅拌器内粉末的温度提高到80到150℃之间以除去水。

使用的鼓型或造粒机型搅拌系统，必须能够使所述搅拌器内的粉末运动，导致有效的搅拌和一定的结合均匀性。

为此，搅拌器可以在其壁上配有搅拌翅或者是在其中央或偏移一个或两个轴的位置带有旋转系统的搅拌-造粒机。

本发明的方法可以连续进行，也可以以不连续的方式分批进行。

在实施过程中，支撑和表面粒子可以一起添加，也可以单独添加。

当它们一起添加时，它们可以优选在加入到粘合剂以前预混合，以确保结合。

当它们被分别添加时，支撑颗粒优选在添加表面颗粒之前引入，优选以一种连续的方式，粘合剂也优选以一种连续的方式引入。

还应该注意到，尽管说明了本发明使用FeSi-基支撑颗粒，使用其他在铸铁工业中普遍使用的材料当然也是可能的，特别是SiC或石墨型的支撑颗粒。如果这样，所需要的仅是将制造实施例转换成这些材料的。

根据本发明的所述孕育剂的所能达到的结果在铸铁浴中被测试。

像制造方法的情况一样，给出了根据本发明的孕育剂的最常见的例子，支撑粒子是FeSi型。

这不是为了阻止使用根据本发明的孕育剂，其包括其他类型的支撑颗粒，例如碳化硅或石墨。这些材料在铸铁工业中应用的频率较低。

实施例1：根据现有技术的孕育剂(对照)

球状石墨铸铁浴在0.3重量％比例下用孕育剂合金处理，并且所述孕育剂合金包含以质量计0.8％的铝和以质量计0.7％的钙。

通过在填充模具之前，在铸铁液包中加入孕育剂来进行处理。

铸铁中当量碳(Ceq)的量是4.32％(根据简化的公式计算：Ceq＝％C+1/3(％Si+％P)，其中％C、％Si和％P是碳、硅和磷在铸铁中的含量)。

铸铁中残留的镁在千分之400。

之后，铸铁在BCIRA型模具中铸造。

在6mm的厚度，处理后的铸铁呈现如下特征：

-基质结构：55％珠光体，15％铁素体，30％碳化铁

-每mm²球状体数：270

-VI-型石墨：57％

-平均球化率：85％

-平均粒径：16.2微米。

实施例2：根据本发明的孕育剂

球状石墨铸铁浴在以质量计0.3％比例下用根据本发明的孕育剂处理。所述孕育剂的组成如下：

-支撑颗粒合金：FeSi₇₅型，和包含以质量计0.8％的铝和0.7％的钙，

-表面颗粒：以质量计1.5％的CaSi颗粒，尺寸小于50微米，以质量计1.5％的铝金属颗粒，尺寸小于50微米，

-粘合剂：以质量计10％的PVP水溶液，

-表面颗粒的沉积结合通过在100℃下流化实施。

铸铁中当量碳(Ceq)的量是4.32％。

铸铁中残留的镁为千分之400。

之后，铸铁在BCIRA型模具中铸造。

在6mm的厚度，处理后的铸铁呈现如下特征：

-基质结构：45％珠光体，50％铁素体，5％碳化铁

-每mm²球状体数：540

-VI-型石墨：59％

-平均球化率：92％

-平均粒径：18.7微米。

实施例3：根据本发明的孕育剂

球状石墨铸铁浴在以质量计0.3％下用产品处理。所述产品的组成如下：

-支撑合金：FeSi₇₅型，其中铝＝以质量计0.8％和钙＝以质量计0.7％，

-表面颗粒：以质量计2.5％的铋Bi颗粒，尺寸<100微米，以质量计2.5％的铁硅稀土(FeSiRE)合金颗粒，尺寸<100微米，

-粘合剂：以质量计10％的PVP水溶液，

-表面颗粒的沉积结合通过在100℃下流化实施。

铸铁中当量碳(Ceq)的量是4.32％。残留的镁为千分之420。

铸铁在BCIRA型模具中铸造。

在6mm的厚度，铸铁呈现如下特征：

-基质结构：50％珠光体，50％铁素体，0％碳化铁

-每mm²球状物数：570

-VI-型石墨：62％

-平均球化率：92％

-平均粒径：17.8微米。

实施例4：根据现有技术的孕育剂

球状石墨铸铁浴在以质量计0.3％比例下用FeSi₇₅型孕育剂处理，所述孕育剂合金以传统方式加工，含有以质量计1.2％的铝，1.5％的钙和1.5％的锆。

铸铁中当量碳(Ceq)的量是4.32％。

铸铁中残留的镁为千分之400。

之后，铸铁在BCIRA型模具中铸造。

在6mm的厚度，处理后的铸铁呈现如下特征：

-基质结构：45％珠光体，50％铁素体，5％碳化铁

-每mm²球状体数：505

-VI-型石墨：59％

-平均球化率：87％

-平均粒径：18.9微米。

因此，为了获得基本相同的结果，相对于具有本发明结构的孕育剂，需要大量增加孕育剂组分的量和引入锆。

实施例5：根据现有技术的孕育剂

片状石墨铸铁浴在0.3重量％下用FeSi₇₅基产品处理，所述孕育剂产品中铝＝1.0重量％，钙＝1.5重量％。

铸铁中当量碳(Ceq)的量是4.3％。

铸铁在BCIRA型模具中铸造。

在6mm的厚度，铸铁呈现如下特征：

-每mm²共晶细胞数：0.2

-碳化铁：40％

实施例6：根据本发明的孕育剂

层状石墨铸铁浴在以质量计0.3％下用产品处理。所述产品的组成如下：

-支撑合金：FeSi₇₅型，其中铝＝以质量计1.0％和钙＝以质量计1.5％，

-表面颗粒：以质量计5％的硫酸钡BaSO₄颗粒，尺寸<100微米，

-粘合剂：以质量计5％的水泥水溶液，

-表面颗粒的沉积结合通过在100℃下流化实施。

铸铁中当量碳(Ceq)的量是4.3％。

铸铁在BCIRA型模具中铸造。

在6mm的厚度，铸铁呈现如下特征：

-每mm²共晶细胞数：2

-无碳化铁

实施例7：根据现有技术的孕育剂

层状石墨铸铁浴在以质量计0.3％下用FeSi₇₅基产品处理，所述产品的Al＝以质量计1.0％，Ca＝以质量计1.5％和Zr＝以质量计1.5％。

铸铁中当量碳(Ceq)的量是4.3％。

铸铁在BCIRA型模具中铸造。

在6mm的厚度，处理后的铸铁呈现如下特征：

-每mm²共晶细胞数：1.5

-碳化铁：5％

实施例8：不同厚度的部件-根据本发明的孕育剂

球状石墨铸铁浴在以质量计0.3％下用产品处理，所述产品的组成如下：

-支撑合金：FeSi₇₅型，铝＝以质量计1.0％和钙＝以质量计1.0％，

-表面颗粒：5％的铝粉(尺寸<75μm)和CaSi(尺寸<75μm)的混合物

-粘合剂：以质量计2％的PVP水溶液，

-表面颗粒的沉积结合通过在100℃下流化实施。

通过在填充模具时，在喷射流中加入孕育剂来进行处理。

铸铁中当量碳(Ceq)的量是4.32％。

之后，铸铁在模具中铸造，用于制造具有不同厚度：4mm和25mm的部件。

在铸铁部件上4mm厚的部分，铸铁呈现如下特征：

-每mm²球状体数：502

-平均粒径：17μm

-VI-型石墨：85％

-球化率：98％

-碳化铁：0％

-铁素体：48％

-珠光体：52％

-在铸铁部件上25mm厚的部分，铸铁呈现如下特征：

-每mm²球状体数：250

-平均粒径：23μm

-VI-型石墨：87％

-球化率：98.5％

-碳化铁：0％

-铁素体：50％

-珠光体：50％

实施例9：不同厚度的部件-根据现有技术的孕育剂

球状石墨铸铁浴在以质量计0.3％下用FeSi₇₅合金处理，所述合金以传统方式获得，含有以质量计1.0％的铝，1.0％的钙和1.5％的锆。

通过在填充模具时，在喷射流中加入孕育剂来进行处理。

铸铁中当量碳(Ceq)的量是4.31％。

在铸铁部件上4mm厚的部分，铸铁呈现如下特征：

-球状体数/mm²：350

-平均粒径：19μm

-VI-型石墨：70％

-球化率：95％

-碳化铁：30％

-铁素体：40％

-珠光体：30％

在铸铁部件上25mm厚的部分，铸铁呈现如下特征：

-球状体数/mm²：150

-平均粒径：25μm

-VI-型石墨：73％

-球化率：95.5％

-碳化铁：0％

-铁素体：50％

-珠光体：50％

因此，使用本发明的孕育剂，能够有效的孕育具有不同厚度的部件上的各个不同部分，而对于根据现有技术制造的孕育剂来说，这是很难实现的。

实施例10：大厚度的部件-根据本发明的孕育剂

-支撑合金：FeSi₇₅，铝＝以质量计1.0％和钙＝以质量计1.0％，

-表面颗粒：5％的铝粉(尺寸<75μm)和CaSi(尺寸<75μm)的混合物

-粘合剂：以质量计10％的水泥水溶液，

-表面颗粒的沉积结合通过在100℃下流化实施。

通过在填充模具中，在铸铁浴中加入孕育剂来进行处理。

铸铁中当量碳(Ceq)的量是4.33％。

之后，铸铁在模具中铸造，用于制造具有大厚度部件(170mm)。

在170mm厚的铸铁部件上，在部件的中心，铸铁呈现如下特征：

-每mm²球状体数：160

-VI-型石墨：65％

-平均粒径：25μm

-球化率：99.2％

-碳化铁：0％

-铁素体：50％

-珠光体：50％

实施例11：大厚度的部件-根据现有技术的孕育剂

球状石墨铸铁浴在以质量计0.3％下用FeSi₇₅型合金处理。所述合金以传统方式获得，含有1.0重量％的Bi，和0.6重量％的稀土元素。

通过在填充模具中，在铸铁浴中加入孕育剂来进行处理。

铸铁中当量碳(Ceq)的量是4.31％。

之后，铸铁在模具中铸造，用于制造具有大厚度部件：170mm。

在铸造的部件中，在170mm厚部件的中心，铸铁呈现如下特征：

-每mm²球状体数：155

-平均粒径：22μm

-VI-型石墨：50％

-球化率：85％

-碳化铁：0％

-铁素体：52％

-珠光体：48％

因此，使用根据本发明的孕育剂，能够有效的孕育具有大厚度的部

件，同时呈现出好的石墨球化率。

虽然已经用特别的实施方案描述了本发明，但并不意味着本发明限制于此并且其包括在本发明范围内的与描述的方法等同的所有技术及其结合。

Claims

1.一种用于处理铸铁液的粉末状颗粒孕育剂，其特征在于包括，一方面，由在铸铁液中易熔的材料制成的支撑颗粒，和另一方面，由促进石墨成核化和生长的材料制成的表面颗粒，其设置在支撑颗粒的表面并以不连续的方式分布在支撑颗粒的表面。表面颗粒的粒度分布为其粒径d50小于或等于支撑颗粒粒径d50的十分之一。

2.根据权利要求1所述的孕育剂，其特征在于，支撑颗粒由促进碳以石墨的形式与铁结合的材料制成。

3.根据权利要求1或2所述的孕育剂，其特征在于，支撑颗粒由硅基和/或碳基材料制成。

4.根据权利要求3所述的孕育剂，其特征在于，支撑颗粒含有，相对于所述颗粒的质量，至少以质量计40％的硅。

5.根据权利要求1-4任一项所述的孕育剂，其特征在于，支撑颗粒由铁合金制成。

6.根据权利要求1-5任一项所述的孕育剂，其特征在于，支撑颗粒包括，特别是以合金的形式，至少一种添加元素，例如铝或钙，特别的，相对于支撑颗粒的质量，每一种添加元素以质量计在0.2到5％之间。

7.根据权利要求1-6任一项所述的孕育剂，其特征在于，支撑颗粒包括，特别是以合金的形式，至少一种用于处理缩孔的元素，特别的，相对于支撑颗粒的质量，含量在以质量计0.5到6重量％之间。

8.根据权利要求1-7任一项所述的孕育剂，其特征在于，表面颗粒的比例相对于孕育剂的质量在以质量计1到8％之间。

9.根据权利要求1-8任一项所述的孕育剂，其特征在于，直至加入铸铁，表面颗粒占据了支撑颗粒表面的80到90％。

10.根据权利要求1-9任一项所述的孕育剂，其特征在于，表面颗粒选自单独的金属元素或金属元素的混合物，所述金属元素如铝，铋和锰，硅化物，特别是铁硅化物，稀土硅化物和钙硅化物，氧化物，如氧化铝，氧化钙，氧化硅或氧化钡，金属硫化物，特别是铁的硫化物，钙的硫化物和稀土硫化物，硫酸盐，特别是硫酸钡和炭黑。

11.根据权利要求1-10任一项所述的孕育剂，其特征在于，表面颗粒镶嵌到支撑颗粒的表面。

12.根据权利要求1-10任一项所述的孕育剂，其特征在于，表面颗粒通过粘合剂结合到支撑颗粒的表面。

13.一种用于制造根据权利要求1-12中任一项的处理铸铁的孕育剂的方法，包括如下步骤，所述步骤的组成为：

一方面，提供由在铸铁液中易熔的材料制造的粒度分布范围在0.2到7mm的支撑颗粒，另一方面，粒度分布为使其粒径d50小于或等于支撑颗粒粒径d50的十分之一的表面颗粒；

在高速下干混支撑颗粒和表面颗粒，例如在速度范围从1000到1500rpm，从而得到通过将表面颗粒根据不连续分布镶嵌到支撑颗粒表面的沉积物。

14.一种用于制造根据权利要求1-12中任一项的孕育剂的方法，包括如下步骤，所述步骤的组成为：

提供粒度分布范围在0.2到7mm的支撑颗粒，粒度分布为使其粒径d50小于或等于支撑颗粒粒径d50的十分之一的表面颗粒，和在溶剂中的粘合剂；

混合支撑颗粒，表面颗粒和粘合剂，和

从粘合剂中移除溶剂，例如通过蒸发。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，粘合剂选自有机和聚合物粘合剂，特别的，选自聚乙烯醇(PVA)、羧甲基纤维素(CMC)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和水泥。

16.根据权利要求13到15任一项所述的方法，其特征在于，支撑颗粒由含有铝和钙的FeSi材料制成。

17.根据权利要求13到16任一项所述的方法，其特征在于，表面颗粒由选自铝，铋，硅化物，特别是铁硅化物，稀土硅化物和钙硅化物，氧化物，如氧化铝，氧化钙，氧化硅或氧化钡，金属硫化物，特别是铁的硫化物，钙硫化物和稀土硫化物，硫酸盐，特别是硫酸钡，和炭黑的材料制成。