CN107937656A - 一种用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂及其制备工艺，该制备工艺，使用中频感应电炉，采用炉外熔配法，通过控制金属锑的加入时机、加入方式和熔化温度，可制得含锑量范围为0.1‑15%的硅锑孕育剂，该方法简单，操作便捷，成本低，能够大幅度提高锑金属收得率，降低能耗，保护环境，提高工作效率，增大收益。
Description
技术领域
本发明属于铸造领域，涉及一种孕育剂制备工艺，具体的说是一种用于铸态生产珠光体球铁的硅锑孕育剂及其制备工艺。
背景技术
珠光体球墨铸铁是指基体组织中珠光体占80%以上的球墨铸铁。通常所说的高牌号球墨铸铁如QT600-2，QT700-2，QT800-2属于这一类型。主要用于制造要求强度较高，具有一定疲劳强度和耐磨性能的零件，如柴油机曲轴、连杆等。铸态珠光体球铁具有高强度、高硬度、高耐磨性以及较低的生产成本和较长的使用寿命等优点，近年来被广泛用来取代钼铬合金铸铁和铸钢件等材质生产汽车覆盖件模具毛坯。珠光体球墨铸铁通常采用正火处理获得，也可用加入合金元素并配合工艺措施获得。多数企业采用将铸态球墨铸铁正火处理获得珠光体球墨铁。此种生产工艺需要采用合金含量稳定、杂质极少的原生铁为铸件原料，添置正火设备，生产周期长，成本较高。
向球墨铸铁中加入硅锑孕育剂，能使铸件中的珠光体含量稳定地达85-95%。由铸态直接获得珠光体球墨铸铁是节省能源、降低成本的好办法。
目前急需开发一种孕育剂，能直接通过孕育铸造，得到铸态的珠光体球墨铸铁，减少一道正火工艺；但实际生产中的问题是，锑是低熔点金属。其熔点630℃，沸点1635℃。与之配伍的低铝硅铁（含硅大于75％）的熔点为1290～1340℃，二者的熔化温度相差达660-710度。应用中频感应电炉熔配硅锑孕育剂过程中，锑金属烧损很大。不仅浪费了锑这种贵重和稀缺的金属，而且还污染环境。
发明内容
本发明方法所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂及其制备工艺，本发明是通过以下方式实现的：
步骤一、配料：
① 向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为500-600kg；
② 配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③ 根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
④将金属锑板用轧机轧制成金属锑方块并待用；
步骤二、加料：
先在炉底加入60-80 kg低铝硅铁，而后加剩余的低铝硅铁和硅钙，金属锑不加入炉内熔炼，直接放置在孕育剂浇铸模具内；
步骤三、熔炼：
①完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为300-500V，电流为240-450A，在45-60分钟之内将炉内温度升至1310-1340℃，然后开始熔炼；
②待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四、孕育剂出炉铸锭：
首先将功率降至0，静置10-25分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内，其中模具内预先放置称量好的金属锑方块；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；
步骤六、破碎：
按要求粒度进行破碎。
本技术方案还公开了用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂，硅锑孕育剂各种成分的质量百分配比为：Sb：0.1-15％，Si：65-75％，Al≤0.5%，Ca≤0.3%，余量为Fe。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂及其制备工艺，硅锑孕育剂各种成分的质量百分配比为：Sb：0.1％，Si：65％，Al：0.1%，Ca：0.1%，余量为Fe。
前述的用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂及其制备工艺，硅锑孕育剂各种成分的质量百分配比为：Sb： 15％，Si： 75％，Al：0.3%，Ca：0.2%，余量为Fe 。
前述的用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂及其制备工艺，硅锑孕育剂各种成分的质量百分配比为：Sb：7.5％，Si：70％，Al：0.5%，Ca：0.3%，余量为Fe。
前述的用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂及其制备工艺，硅锑孕育剂各种成分的质量百分配比为：Sb：10％，Si：72％，Al：0.4%，Ca：0.15%，余量为Fe。
本发明的有益效果是：用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂的制备工艺，使用中频感应电炉，采用炉外熔配法，通过控制金属锑的加入时机、加入方式和熔化温度，可制得含锑量范围为0.1-15%的硅锑孕育剂，该方法简单，操作便捷，成本低，能够大幅度提高锑金属收得率，降低能耗，保护环境，提高工作效率，增大收益。在该孕育剂中加入Sb成分，孕育效果强，有效地消除白口，并减缓孕育效果的衰退。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明；
实施例1
本实施例提供的一种用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂，其中各种成分的质量百分配比为：Sb：0.1％，Si：65％，Al：0.1%，Ca：0.1%，余量为Fe，该孕育剂的制备工艺包括以下步骤；
步骤一、配料：
① 向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为500kg；
② 配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③ 根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
④ 将金属锑板用轧机轧制成金属锑方块并待用；
步骤二、加料：
先在炉底加入60 kg低铝硅铁，而后加剩余的低铝硅铁和硅钙，金属锑不加入炉内熔炼，直接放置在孕育剂浇铸模具内；
步骤三、熔炼：
① 完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为300V，电流为240A，在45分钟之内将炉内温度升至1310℃，然后开始熔炼；
② 待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四、孕育剂出炉铸锭：
将功率降至0，静置10分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内，其中模具内预先放置称量好的金属锑方块；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；
步骤六、破碎：
按要求粒度进行破碎。
实施例2
本实施例提供的一种用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂，硅锑孕育剂各种成分的质量百分配比为：Sb： 15％，Si： 75％，Al：0.3%，Ca：0.2%，余量为Fe，该孕育剂的制备工艺包括以下步骤；
步骤一、配料：
① 向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为600kg；
② 配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③ 根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
④ 将金属锑板用轧机轧制成金属锑方块并待用；
步骤二、加料：
先在炉底加入80 kg低铝硅铁，而后加剩余的低铝硅铁和硅钙，金属锑不加入炉内熔炼，直接放置在孕育剂浇铸模具内；
步骤三、熔炼：
① 完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为500V，电流为450A，在60分钟之内将炉内温度升至1340℃，然后开始熔炼；
② 待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四、孕育剂出炉铸锭：
将功率降至0，静置25分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内，其中模具内预先放置称量好的金属锑方块；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；
步骤六、破碎：
按要求粒度进行破碎。
实施例3
本实施例提供的一种用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂，其中各种成分的质量百分配比为： Sb：7.5％，Si：70％，Al：0.5%，Ca：0.3%，余量为Fe，该孕育剂的制备工艺包括以下步骤；
步骤一、配料：
① 向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为550kg；
② 配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③ 根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
④ 将金属锑板用轧机轧制成金属锑方块并待用；
步骤二、加料：
先在炉底加入68 kg低铝硅铁，而后加剩余的低铝硅铁和硅钙，金属锑不加入炉内熔炼，直接放置在孕育剂浇铸模具内；
步骤三、熔炼：
① 完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为480V，电流为300A，在53分钟之内将炉内温度升至1315℃，然后开始熔炼；
② 待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四、孕育剂出炉铸锭：
将功率降至0，静置20分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内，其中模具内预先放置称量好的金属锑方块；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；
步骤六、破碎：
按要求粒度进行破碎。
实施例4
本实施例提供的一种用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂，其中各种成分的质量百分配比为：Sb：10％，Si：72％，Al：0.4%，Ca：0.15%，余量为Fe，该孕育剂的制备工艺包括以下步骤；
步骤一、配料：
① 向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为580kg；
② 配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③ 根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
④ 将金属锑板用轧机轧制成金属锑方块并待用；
步骤二、加料：
先在炉底加入70 kg低铝硅铁，而后加剩余的低铝硅铁和硅钙，金属锑不加入炉内熔炼，直接放置在孕育剂浇铸模具内；
步骤三、熔炼：
① 完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为490V，电流为270A，在51分钟之内将炉内温度升至1322℃，然后开始熔炼；
② 待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四、孕育剂出炉铸锭：
将功率降至0，静置18分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内，其中模具内预先放置称量好的金属锑方块；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；
步骤六、破碎：
按要求粒度进行破碎。
实施例5
本实施例提供的一种用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂，其中各种成分的质量百分配比为： Sb：8％，Si：73％，Al：0.26%，Ca：0.18%，余量为Fe，该孕育剂的制备工艺包括以下步骤；
步骤一、配料：
① 向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为570kg；
② 配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③ 根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
④ 将金属锑板用轧机轧制成金属锑方块并待用；
步骤二、加料：
先在炉底加入73 kg低铝硅铁，而后加剩余的低铝硅铁和硅钙，金属锑不加入炉内熔炼，直接放置在孕育剂浇铸模具内；
步骤三、熔炼：
① 完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为375V，电流为255A，在48分钟之内将炉内温度升至1318℃，然后开始熔炼；
② 待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四、孕育剂出炉铸锭：
将功率降至0，静置22分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内，其中模具内预先放置称量好的金属锑方块；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；
步骤六、破碎：
按要求粒度进行破碎。
实施例6
本实施例提供的一种用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂，其中各种成分的质量百分配比为： Sb：9.5％，Si：71％，Al：0.35%，Ca：0.22%，余量为Fe，该孕育剂的制备工艺包括以下步骤；
步骤一、配料：
① 向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为530kg；
② 配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③ 根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
④ 将金属锑板用轧机轧制成金属锑方块并待用；
步骤二、加料：
先在炉底加入66 kg低铝硅铁，而后加剩余的低铝硅铁和硅钙，金属锑不加入炉内熔炼，直接放置在孕育剂浇铸模具内；
步骤三、熔炼：
① 完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为395V，电流为350A，在49分钟之内将炉内温度升至1320℃，然后开始熔炼；
② 待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四、孕育剂出炉铸锭：
将功率降至0，静置25分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内，其中模具内预先放置称量好的金属锑方块；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；
步骤六、破碎：
按要求粒度进行破碎。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂的制备工艺，其特征在于：所述制备方法按以下步骤进行：
步骤一、配料：
① 向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为500-600 kg；
② 配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③ 根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
④将金属锑板用轧机轧制成金属锑方块并待用；
步骤二、加料：
先在炉底加入60 -80 kg低铝硅铁，而后加剩余的低铝硅铁和硅钙，金属锑不加入炉内熔炼，直接放置在孕育剂浇铸模具内；
步骤三、熔炼：
①完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为300-500V，电流为240-450A，在45-60分钟之内将炉内温度升至1310-1340℃，然后开始熔炼；
②待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四：孕育剂出炉铸锭：
首先将功率降至0，静置10-25分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内，其中模具内预先放置称量好的金属锑方块；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；
步骤六、破碎：
按要求粒度进行破碎。
2.根据权利要求1所述的用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂的制备工艺，其特征在于：所述硅锑孕育剂各种成分的质量百分配比为：Sb：0.1-15％，Si：65-75％，Al≤0.5%，Ca≤0.3%，余量为Fe。
3.根据权利要求2所述的用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂及其制备工艺，其特征在于：所述硅锑孕育剂各种成分的质量百分配比为：Sb：0.1％，Si：65％，Al：0.1%，Ca：0.1%，余量为Fe。
4.根据权利要求2所述的用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂及其制备工艺，其特征在于：所述硅锑孕育剂各种成分的质量百分配比为：Sb： 15％，Si： 75％，Al：0.3%，Ca：0.2%，余量为Fe。
5.根据权利要求2所述的用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂及其制备工艺，其特征在于：所述硅锑孕育剂各种成分的质量百分配比为：Sb：7.5％，Si：70％，Al：0.5%，Ca：0.3%，余量为Fe。
6.根据权利要求2所述的用于铸态生产珠光体球铁的孕育剂及其制备工艺，其特征在于：所述硅锑孕育剂各种成分的质量百分配比为：Sb：10％，Si：72％，Al：0.4%，Ca：0.15%，余量为Fe。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20180420 |