CN105925746A - 一种球墨铸铁用球化剂 - Google Patents

Abstract

发明公开了一种球墨铸铁用球化剂，按重量百分比计由以下成分制成，Mg+Si 16%、Re3.2%、Ca2.3%、Ba2.3%、Bi0.08%、Ti0.05%、Al0.1%、稀土1.2%，其余为Fe。本发明制得的球化剂采用由氧化钇、氧化钆、氧化钬制成的稀土，从而使得制成的球化剂在净化铁液、球化、抗球化衰退、抗石墨畸变能力得到了极大的加强，白口倾向小，能细化基体组织，并且可以防止返硫现象，提高铸件的质量，具有节能、防污染的特点；能够有效的抑制球铁的“球化衰退”现象，同时能够精确控制球化反应时间；各添加元素的配合协同作用可以有效提高合金的强度、硬度和耐热性能；具有能耗低、污染小、生产成本低的特点。

Description

一种球墨铸铁用球化剂

技术领域

本发明涉及型砂制作领域，特别是涉及一种球墨铸铁用球化剂。

背景技术

目前市场上生产和销售的球化剂普遍的是Re3Mg7-9或Re5Mg7-9。稀土和镁含量偏高。存在以下问题：球化剂的生产成本较高；球化不良使力学性能急剧下降，不能达到相应的指标，其中重要原因就是

镁和稀土量的残留量不足；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，以期创设一种球化剂，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

本发明的目的是提供一种球墨铸铁用球化剂。

本发明通过以下技术方案实现：

一种球墨铸铁用球化剂，按重量百分比计由以下成分制成，Mg+Si 16%、Re3.2%、Ca2.3%、Ba2.3%、Bi0.08%、Ti0.05%、Al0.1%、稀土1.2%，其余为Fe；

所述Mg+Si16%中，Mg的重量百分比可取范围为5.8-6.2%，所述Si的重量百分比可取范围为9.8-10.2%，Mg与Si重量百分比含量和保持定值16%；

所述稀土按百分比计由以下成分制成：氧化钇22%、氧化钆38%、氧化钬40%。

进一步地，所述球墨铸铁用球化剂的粒径为4.5-5mm。

进一步地，所述球墨铸铁用球化剂使用时的配比按1-1.5千克/顿添加。

一种球墨铸铁用球化剂的制备方法，由以下制作步骤制成：

1）按各元素重量百分比选取原料；

2）将1）取好的料加入到感应电炉中进行熔炼；

3）当温度达到1200℃~1300℃时出炉，将合金液倒入密闭的多层的锭盘中冷却到室温；

4）将3）冷却的合金液破碎至所需粒径，加工成成品封装打包。

硅是极强的石墨化元素，加入量过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。加入量过高不但成本加大，而且会出现合金组织疏松，成分偏析。本发明通过对球化剂中硅和镁的的含量做了大量分析和实验，发现当镁和硅的含量和占球化剂的质量的16%时，能够显著的提高球化剂的性能，铸态下获得高韧性球铁的抗拉强度提高到478.4 MPa，使镁的吸收率由常规球化剂的48.67%提高到87.57%。

本发明通过在球化剂中添加1.2%的稀土，并且稀土由氧化钇22%、氧化钆38%、氧化钬40%制成，从而使得制成的球化剂在净化铁液、球化、抗球化衰退、抗石墨畸变能力得到了极大的加强，白口倾向小，能细化基体组织，并且可以防止返硫现象，提高铸件的质量。

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，本发明通过大量实验确定了钙的添加量配合添加一定量的铝和钛，不仅增强了钙原本的作用，还避免了反白口现象的出现，对球墨铸铁的抗拉强度、韧性和动荷性能具有极大的提升作用。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。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。

本发明的有益效果是，与现有技术相比：

本发明制得的球化剂采用由氧化钇、氧化钆、氧化钬制成的稀土，从而使得制成的球化剂在净化铁液、球化、抗球化衰退、抗石墨畸变能力得到了极大的加强，白口倾向小，能细化基体组织，并且可以防止返硫现象，提高铸件的质量，具有节能、防污染的特点；能够有效的抑制球铁的“球化衰退”现象，同时能够精确控制球化反应时间；各添加元素的配合协同作用可以有效提高合金的强度、硬度和耐热性能；具有能耗低、污染小、生产成本低的特点。

具体实施方式

一种球墨铸铁用球化剂，按重量百分比计由以下成分制成，Mg+Si 16%、Re3.2%、Ca2.3%、Ba2.3%、Bi0.08%、Ti0.05%、Al0.1%、稀土1.2%，其余为Fe；

所述Mg+Si16%中，Mg的重量百分比可取范围为5.8-6.2%，所述Si的重量百分比可取范围为9.8-10.2%，Mg与Si重量百分比含量和保持定值16%；

所述稀土按百分比计由以下成分制成：氧化钇22%、氧化钆38%、氧化钬40%；

进一步地，所述球墨铸铁用球化剂的粒径为4.5-5mm。

进一步地，所述球墨铸铁用球化剂使用时的配比按1-1.5千克/顿添加。

一种球墨铸铁用球化剂的制备方法，由以下制作步骤制成：

1）按各元素重量百分比选取原料；

2）将1）取好的料加入到感应电炉中进行熔炼；

3）当温度达到1200℃~1300℃时出炉，将合金液倒入密闭的多层的锭盘中冷却到室温；

4）将3）冷却的合金液破碎至所需粒径，加工成成品封装打包。

对比例1：球化剂 QRMg6Re5：Mg6%、Si 8%、Re5%、Ca0.8%、Mn1.6%、Ti1%、Al0.5%，其余为Fe；

对比例2：球化剂：Mg5、Si 11%、Re3.2%、Ca2.3%、Ba2.3%、Bi0.08%、Ti0.05%、Al0.1%、稀土1.2%，其余为Fe；所述稀土按百分比计由以下成分制成：氧化钇22%、氧化钆38%、氧化钬40%；

对比例3：球化剂：Mg+Si 16%、Re3.2%、Ca2.3%、Ba2.3%、Al0.1%、稀土1.2%、其余为Fe；所述稀土按百分比计由以下成分制成：氧化钇22%、氧化钆38%、氧化钬40%；Mg的重量百分比可取范围为5.8-6.2%，所述Si的重量百分比可取范围为9.8-10.2%；

对比例4：球化剂：Mg+Si 16%、Re3.2%、Ca2.3%、Ba2.3%、Bi0.08%、Ti0.05%、Al0.1%、稀土1.2%，其余为Fe；所述稀土为氧化钇；Mg的重量百分比可取范围为5.8-6.2%，所述Si的重量百分比可取范围为9.8-10.2%；

将本发明球化剂与对比例球化剂进行施用对比：

	球化率%	残余镁%	残余稀土%	球墨铸铁抗拉强度MPa	回炉料配比%
						本发明	97	0.059	0.0086	498.4	83
对比例1	92	0.041	0.0054	452	73
						对比例2	93	0.054	0.0075	476	76
对比例3	91	0.041	0.0065	463	74
						对比例4	94	0.055	0.0062	477	77

表1

由表1可以看出，本发明和对比例2的对比，可以发现，虽然对比例2中镁和硅的含量和达到了16%但是，其各自含量超出了本发明规定的范围，导致制成的球化剂性能大幅度下降，通过本发明与对比例3的对比，可以发现，缺少某些元素，制成的球化剂的性能大幅度下降；通过本发明与对比例4对比，可以发现，单独使用氧化钇制成的球化剂，性能明显不如本发明；通过本发明与对比例1对比，可以发现，本发明对球墨铸铁球化率有极大的提高，球化反应后其残余镁，残余稀土和回炉料配比都有明显提高，解决了由残余镁和残余稀土不足等引起的力学性能受影响的问题，提高了球墨铸铁的球化效果以及机械性能，经济效益明显。

Claims (4)

1.一种球墨铸铁用球化剂，其特征在于，按重量百分比计由以下成分制成，Mg+Si 16%、Re3.2%、Ca2.3%、Ba2.3%、Bi0.08%、Ti0.05%、Al0.1%、稀土1.2%，其余为Fe；

所述Mg+Si16%中，Mg的重量百分比可取范围为5.8-6.2%，所述Si的重量百分比可取范围为9.8-10.2%，Mg与Si重量百分比含量和保持定值16%；

所述稀土按百分比计由以下成分制成：氧化钇22%、氧化钆38%、氧化钬40%。

2.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁用球化剂，其特征在于，所述球墨铸铁用球化剂的粒径为4.5-5mm。

3.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁用球化剂，其特征在于，所述球墨铸铁用球化剂使用时的配比按1-1.5千克/顿添加。

4.根据权利要求1-3所述的一种球墨铸铁用球化剂的制备方法，其特征在于，由以下制作步骤制成：

1）按各元素重量百分比选取原料；

2）将1）取好的料加入到感应电炉中进行熔炼；

3）当温度达到1200℃~1300℃时出炉，将合金液倒入密闭的多层的锭盘中冷却到室温；

4）将3）冷却的合金液破碎至所需粒径，加工成成品封装打包。