CN1115339A - 铬系白口铸铁复合孕育剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种铬系白口铸铁复合孕育剂。其主要技术特征是，为改善其综合性能，采用了孕育与变质相结合的技术路线。即：在选用对铬系白口铸铁凝固起孕育作用的C、Cr、Fe三元素的同时，添加Si、Mg、Re合金元素，用以改变第二相形态分布，并起变质作用。应用本发明可使铬系白口铁冲击性能提高60％，断裂韧性提高30％，裂纹扩展门坎值提高100％，其经济效益非常显著，该种复合孕育剂可以广泛地应用于铬系白口铸铁的铸件。
Description
本发明属于黑色冶金铸造技术，特别涉及一种铬系白口铸铁用复合孕育剂。
目前，在冶金铸造领域，铬系白口铸铁因其具有优良的耐磨性，在矿山、水泥机械、冶金等行业得到了广泛的应用。但是由于铬系白口铁中脆、硬的碳化物存在而减弱了基体抗冲击的能力，限制了其在高冲击载荷下的应用。因此，改善与提高铬系铸铁的强度与韧性一直是人们追求的目标。通常，为了改善铸件性能，分别采用了孕育与变质的手段。孕育处理是加入有利于生核的合金元素，从而达到细化组织的一种工艺；而变质处理则是通过加入能改变组织中第二相生长的合金元素来改变第二相形态与分布的一种工艺。这两种工艺都能够不同程度地改善组织、提高性能，但均不够理想和完善。例如：专利号为CN86108485A公开的一种“铬26系白口铸铁复合变质处理剂”，主要是利用Cu、Ti、Si、Mg等合金元素来对白口铸铁凝固过程中起变质作用改善其性能。但由于该几种元素价格较高，其总体成本并未下降，很不经济。再如专利号为CN1046195A中提供的“铬锰系白口铸铁强效孕育剂”技术，是利用Cr、C、Fe三种元素在白口铸铁凝固过程中对生核孕育的影响来改善白口铸铁性能。但该技术仅限于应用在铬锰系白口铁中，而它只是铬系白口铁中的一个分支，其应用面不宽。
本发明的目的是为扩大铬系白口铸铁孕育剂的应用范围而提供了一种以孕育为主、变质为辅的铬系白口铸铁用复合孕育剂。它不仅突破了现有技术只限于铬锰系的界限，而且可节约成本，造价经济合理。
本发明针对铬系白口铸铁在不同条件下能得到不同组织这种特殊凝固特点，在改善其综合性能方面采用了孕育与变质相结合的技术路线。其主要技术特征在于，在选用对铬系白口铸铁凝固起孕育作用的C、Cr、Fe三种元素的同时，选用Si、Mg、RE元素起变质作用来改变第二相形态与分布，其化学成分如下：Re 1.0～4.0％ Cr 25～65％ C 3.0～7.5％Mg 0～4％ Si 4～20％ 其余为Fe。
在本发明中，C、Cr、Fe元素对铬系白口铸铁凝固起孕育作用，它的孕育机理主要依靠铬铸铁凝固原理，即当Cr含量大于12％，且Cr/C值大于3.5时，其组织以M7C3＋γ为主，此时性能亦最佳。孕育剂的加入是利用浓度起伏原理人为地创造了Cr含量大于12％以及Cr/C值大于3.5的理想条件。孕育剂加入后，使其组织中增加了M2C3碳化物的比例，并使M7C3碳化物均匀公布，从而有利于综合性能的提高。
另外，本发明中选用Si、Mg、RE三种元素，主要起变质作用。其中Mg和RE是在碳化物结晶前沿积聚有效地阻碍了碳化物的生长，细化了碳化物。同时，RE、Mg又具有强烈的净化(脱硫、去氧)能力，又是改变碳化物形状的因子。在一般情况下，高铬铸铁中Si含量增加到一定量时，将导致脆性和淬透性下降。但是应用本孕育剂最多可增Si 0.024％，对铸件的性能无有大的影响。
本发明加入的工艺方法有两种：
1.冲入法
先将孕育剂放在包底，然后将铬系白口铸铁水快速冲入包内，孕育剂加入量为铁水的0.5～1.2％。
2.喷射法
应用喷射装置，将孕育剂直接喷射到铁水中。
其操作工艺简单，易行。
本发明具有孕育与变质的双重功能，它除了具有一般孕育剂的功效之外，还能净化并适当增加M7C3碳化物的比例，从而提高了铸件的综合性能。应用本孕育剂可使铬系白口铸铁冲击性能提高60％，断裂韧性提高30％。裂纹扩展门坎值提高120％。同时，本发明对中、低铬铸铁可达到高铬铸铁性能，大大节约了生产成本。如实施例中每吨需铬铁430kg，采用本孕育剂后可节省铬铁180kg，按铬铁每吨5000元计算，可节省成本900元，经济效益十分可观。该种孕育剂可以广泛地应用于铬系白口铸铁的铸件。
实施例
按照本发明的配方生产出孕育剂，其成分含量为Wt％：
Rel.5，CrS0，C7.2，Mg1.6，Si11.5，余量为Fe。
将上述孕育剂以冲入法的工艺按100∶O.8的比例加入到一种中铬白口铁中，比较其同种成分的白口铁及高铬铸铁的性能。
1孕育铸铁成分及高铬铸铁成分
| 铸铁 | C | Si | Mn | Cr | Ni | Mo | 孕育剂加入量 |
| 中铬 | 2.28 | 0.69 | 0.72 | 9.90 | 0.78 | 0.4 | 0.8％ |
| 高铬 | 2.26 | 0.70 | 0.72 | 21.36 | 0.78 | 0.4 | — |
2性能比较结果
从性能检验结果可以得出结论，中铬铸铁加复合孕育剂后，其综合机械性能均优于高铬铸铁。也就是说，应用本发明可以使中、低铬铸铁达到高铬铸铁性能，从而能节约贵重的铬合金，经济效益非常显著。
Claims (1)
1、一种铬系白口铸铁复合孕育剂，以C、Cr、Fe三元素为主，其特征在于另加入Si、Mg、RE元素，用以改变第二相形态及分布，主要化学成分为：Re 1.0～4.0％ Cr 25～65％ C 3.0～7.5％Mg 0～4％ Si 4～20％ 其余为Fe。
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| CN1040667C CN1040667C (zh) | 1998-11-11 |
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| CN (1) | CN1040667C (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103498108A (zh) * | 2013-10-22 | 2014-01-08 | 江苏盛伟模具材料有限公司 | 具有良好红硬性的高硼高铬低碳耐磨合金钢及其制备方法 |
| CN103498107A (zh) * | 2013-10-22 | 2014-01-08 | 江苏盛伟模具材料有限公司 | 耐高温高硼高铬低碳耐磨合金钢及其制备方法 |
| CN116356098A (zh) * | 2023-04-23 | 2023-06-30 | 江苏亚峰合金材料有限公司 | 环保型高强度灰铸铁用的钒锰铬孕育剂 |
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1994
- 1994-07-22 CN CN 94112406 patent/CN1040667C/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN1040667C (zh) | 1998-11-11 |
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