CN110791607A - 一种硅锶孕育剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种硅锶孕育剂及其制备方法，涉及孕育剂领域，包括以下重量百分比的组分组成：硅：68‑72%，锶：0.6‑1.0%，钡：0.8‑1.5%,钙：1.0‑2.0%，铝≤2％，余量为铁，所述硅元素来自非金属硅，所述锶元素来自金属锶，所述钡元素来自金属钡，所述钙元素来自金属钙，所述铝元素来自金属铝，铁选自废钢。本发明以硅为基础的锶系列合金近国际通用标准生产,作为高牌号灰口铸铁的孕育剂,在抗衰退时间长,减少白口能力强,减少铸件皮下气孔，改善机械加工性能方面均有着独特作用。

Description

一种硅锶孕育剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及孕育剂领域，尤其涉及一种硅锶孕育剂及其制备方法。
背景技术
铸铁是碳含量大于2.1％的铁碳合金，灰铸铁是铸铁中的一种，灰铸铁中的石墨为层片状，断口呈暗灰色。灰铸铁的主要成分是铁、碳、硅、锰、硫、磷，灰铸铁成本低廉，铸造性能和使用性能良好，故灰铸铁是现代机器制造业的重要和常用的结构材料，是应用最广的铸铁，其产量占铸铁总产量80％以上。
随着工业技术的发展,对铸铁力学性能的要求愈来愈高，提高铸铁材料力学性能的途径主要有以下几种：改变铸铁的碳当量；孕育处理；热处理；合金化处理。其中孕育处理是一种操作简便、经济有效的方法。孕育处理的作用在于改变铸铁共晶结晶的凝固条件,达到消除白口、促进石墨化、细化晶粒、提高组织均匀性的目的 ,从而改善铸铁的力学性能和加工性能。
孕育处理要有合适的孕育剂,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，它在孕育处理后的短时间内(约5-8分钟)有良好的效果，要适用于各种情况的一般然件或后期瞬时孕育，孕育剂对铸铁件的质量、成本，尤其对高档铸铁件的生产有重要作用，硅锶孕育剂有延缓碳和硅扩散、加强硅孕育的作用，因此具有很强的抗孕育衰退和消除铸件白口的能力；硅锶孕育剂还具有一定的形核能力，并且含锶孕育剂的加入不会过分增加组织中的共晶团数，因而可以减少壁厚处形成缩松、缩孔的倾向。稀土硅铁孕育剂能满足低碳、低硅的铁水的孕育要求，并起到净化铁液、增加过冷度、促进珠光体形成和细化晶粒的作用，从而达到提高和稳定铸件力学性能的目的，现有的硅锶孕育剂抗衰退时间短,减少白口能力弱,铸件皮下气孔多，改善机械加工性能方面的能力差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种硅锶孕育剂及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种硅锶孕育剂，包括以下重量百分比的组分组成：硅：68-72%，锶：0.6-1.0%，钡：0.8-1.5%,钙：1.0-2.0%，铝≤2％，余量为铁。
优选的，所述硅元素来自非金属硅，所述锶元素来自金属锶。
优选的，所述钡元素来自金属钡。
优选的，所述钙元素来自金属钙。
优选的，所述铝元素来自金属铝，铁选自废钢。
本发明进一步提供上述硅锶孕育剂的制备方法，包括如下步骤：
（1）首先按照比例称取非金属硅、金属锶、金属钡、金属钙和金属铝等原料，并将非金属硅、金属锶、金属钡、金属钙和金属铝破碎成小块；
（2）将破碎后的原料放入电炉中进行熔炼，用氩气置换炉内空气，使电炉中处于真空状态，电炉内部的熔炼温度为1170-1330℃，原料熔炼的时间为20～30min，在原料熔炼过程中需要不断的进行搅拌，使得原料在电炉中充分均匀的混合；
（3）原料熔炼结束后，将熔炼出来的料浆浇注至充有惰性保护气体的水冷模型中；
（4）进行冷却工作，冷却工作完成后对铸锭进行破碎制粒。
本发明的有益效果为：
1，本发明通过复合硅、锶、钡、钙和铝等元素，发挥各元素自身孕育能力的同时，进一步进行协同作用，使孕育剂具有抗衰退时间长,减少白口能力强的功能。
2，本发明通过复合硅、锶、钡、钙和铝等元素，发挥各元素自身孕育能力的同时，进一步进行协同作用，使孕育剂在减少铸件皮下气孔，改善机械加工性能方面均有着独特作用。
本发明以硅为基础的锶系列合金近国际通用标准生产,作为高牌号灰口铸铁的孕育剂,在抗衰退时间长,减少白口能力强,减少铸件皮下气孔，改善机械加工性能方面均有着独特作用。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
硅锶孕育剂的化学成分重量百分比如下：硅：68％，锶：0.6％，钡：0.8％，钙：1.0％，铝：1％，余量为铁。其中，硅选自非金属硅，锶选自金属锶，钡选自金属钡，钙选自金属钙，铝选自金属铝，铁选自废钢。
按照上述化学成分配比称取非金属硅、金属锶、金属钡、金属钙和金属铝等原料，并将非金属硅、金属锶、金属钡、金属钙和金属铝破碎成小块；将破碎后的原料放入电炉中进行熔炼，用氩气置换炉内空气，使电炉中处于真空状态，电炉内部的熔炼温度为1170-1330℃，原料熔炼的时间为20～30min，在原料熔炼过程中需要不断的进行搅拌，使得原料在电炉中充分均匀的混合；原料熔炼结束后，将熔炼出来的料浆浇注至充有惰性保护气体的水冷模型中；进行冷却工作，冷却工作完成后对铸锭进行破碎制粒，加工成客户要求的粒度，本发明通过复合硅、锶、钡、钙和铝等元素，发挥各元素自身孕育能力的同时，进一步进行协同作用，使孕育剂具有抗衰退时间长,减少白口能力强的功能，使孕育剂在减少铸件皮下气孔，改善机械加工性能方面均有着独特作用。
实施例2：
硅锶孕育剂的化学成分重量百分比如下：硅：70％，锶：0.8％，钡：1.2％，钙：1.5％，铝：1.5％，余量为铁。其中，硅选自非金属硅，锶选自金属锶，钡选自金属钡，钙选自金属钙，铝选自金属铝，铁选自废钢。
按照上述化学成分配比称取非金属硅、金属锶、金属钡、金属钙和金属铝等原料，并将非金属硅、金属锶、金属钡、金属钙和金属铝破碎成小块；将破碎后的原料放入电炉中进行熔炼，用氩气置换炉内空气，使电炉中处于真空状态，电炉内部的熔炼温度为1170-1330℃，原料熔炼的时间为20～30min，在原料熔炼过程中需要不断的进行搅拌，使得原料在电炉中充分均匀的混合；原料熔炼结束后，将熔炼出来的料浆浇注至充有惰性保护气体的水冷模型中；进行冷却工作，冷却工作完成后对铸锭进行破碎制粒，加工成客户要求的粒度，本发明通过复合硅、锶、钡、钙和铝等元素，发挥各元素自身孕育能力的同时，进一步进行协同作用，使孕育剂具有抗衰退时间长,减少白口能力强的功能，使孕育剂在减少铸件皮下气孔，改善机械加工性能方面均有着独特作用。
实施例3：
硅锶孕育剂的化学成分重量百分比如下：硅：72％，锶：1.0％，钡：1.5％，钙：2.0％，铝：2％，余量为铁。其中，硅选自非金属硅，锶选自金属锶，钡选自金属钡，钙选自金属钙，铝选自金属铝，铁选自废钢。
按照上述化学成分配比称取非金属硅、金属锶、金属钡、金属钙和金属铝等原料，并将非金属硅、金属锶、金属钡、金属钙和金属铝破碎成小块；将破碎后的原料放入电炉中进行熔炼，用氩气置换炉内空气，使电炉中处于真空状态，电炉内部的熔炼温度为1170-1330℃，原料熔炼的时间为20～30min，在原料熔炼过程中需要不断的进行搅拌，使得原料在电炉中充分均匀的混合；原料熔炼结束后，将熔炼出来的料浆浇注至充有惰性保护气体的水冷模型中；进行冷却工作，冷却工作完成后对铸锭进行破碎制粒，加工成客户要求的粒度，本发明通过复合硅、锶、钡、钙和铝等元素，发挥各元素自身孕育能力的同时，进一步进行协同作用，使孕育剂具有抗衰退时间长,减少白口能力强的功能，使孕育剂在减少铸件皮下气孔，改善机械加工性能方面均有着独特作用。
实施例4
将实施例1～3产品用于铸铁生产中，生产出的铸铁与常规工艺(不加孕育剂)生产的铸铁相比，具有抗衰退时间长,减少白口能力强的功能，在减少铸件皮下气孔，改善机械加工性能方面均有着独特作用，具体参数见表1。
表1
实施例一 实施例二 实施例三 现有工艺
碳当量 4.01 4.02 4.1 4.14
三角白口深度 0 0 0 1.5
抗拉强度 225 211 227 206
硬度 162 163 165 160
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种硅锶孕育剂，其特征在于：包括以下重量百分比的组分组成：硅：68-72%，锶：0.6-1.0%，钡：0.8-1.5%,钙：1.0-2.0%，铝≤2％，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的一种硅锶孕育剂，其特征在于，所述硅元素来自非金属硅，所述锶元素来自金属锶。
3.根据权利要求1所述的一种硅锶孕育剂，其特征在于，所述钡元素来自金属钡。
4.根据权利要求1所述的一种硅锶孕育剂，其特征在于，所述钙元素来自金属钙。
5.根据权利要求1所述的一种硅锶孕育剂，其特征在于，所述铝元素来自金属铝，铁选自废钢。
6.一种根据权利要求1所述的硅锶孕育剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）首先按照比例称取非金属硅、金属锶、金属钡、金属钙和金属铝等原料，并将非金属硅、金属锶、金属钡、金属钙和金属铝破碎成小块；
（2）将破碎后的原料放入电炉中进行熔炼，用氩气置换炉内空气，使电炉中处于真空状态，电炉内部的熔炼温度为1170-1330℃，原料熔炼的时间为20～30min，在原料熔炼过程中需要不断的进行搅拌，使得原料在电炉中充分均匀的混合；
（3）原料熔炼结束后，将熔炼出来的料浆浇注至充有惰性保护气体的水冷模型中；
（4）进行冷却工作，冷却工作完成后对铸锭进行破碎制粒。
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