CN111705177A - 一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂 - Google Patents

一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂 Download PDF

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李保全
朱昊
孙佳
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    • C21—METALLURGY OF IRON
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    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
    • C21C1/105—Nodularising additive agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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Abstract

本发明公开了一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂，涉及孕育剂技术领域。本发明孕育剂以重量百分比包括：稀土元素:0.4‑0.6％、Ba:2.5‑3.5％、Ca1.5‑2.0％、Sb:1‑1.5％、Si:65‑70％、其余为铁和难以除去的杂质；本发明制备方法，包括：根据孕育剂的配方比计算并称取各原材料；将称取原材料投入熔炼炉中进行熔炼；将熔炼产物破碎成粒度1‑3mm即可。本发明孕育剂主要应用于合成铸铁方式生产球墨铸铁，本孕育剂在浇注包内添加，可有效增加石墨球数，同时抑制变异石墨的形成，提高石墨球的圆整度。

Description

一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂
技术领域
本发明属于孕育剂技术领域，特别是涉及一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂。
背景技术
随着汽车工业的发展，汽车生产量大幅增加，汽车覆盖件的边角料资源相当丰富，为了提高资源回收再利用。球铁生产工艺熔炼主材为废钢+回炉料，使用增碳剂增碳模式进行生产，相对于原来生铁+回炉料生产工艺，主材发生变化；采用合成铸铁相对于传统铸铁生产使用了大量的废钢，合成铸铁的强度以及延伸率均较传统生产工艺铸铁要高。这主要因为生产工艺采用大量废钢，随着钢板工业升级，钢板中硫、磷等危害元素极低，熔炼出原铁水中危害元素极低，对铸铁机械性能提高，提高了保证能力。
球墨铸铁生产需要球化和孕育处理，这与传统生产工艺一致，球化过程主要加入球化剂，促成铸铁的石墨由常规片状转变成团块、球状，将液态金属凝固成延展性铸铁，孕育是指添加不同合金(主要是Si基合金)以促进凝固过程中的石墨化，增加核心，减少树枝晶尺寸的工艺，孕育的目的就是提高铸铁的冶金质量。
采用合成铸铁，由于采用钢板为原材料(回炉料也是由合成铸铁熔炼浇注后产品的浇冒口)，由于钢板纯净度高，形成石墨核心能力弱，孕育对于合成铸铁来说十分重要，关系到产品最终性能。孕育剂的种类非常多，根据产品结构和现场熔炼工况，设计一种符合自己生产需求的孕育剂为恰当好处，使产品综合机械性能更优。
发明内容
本发明的目的在于提供一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂，主要应用于合成铸铁方式生产球墨铸铁，本孕育剂在浇注包内添加，可有效增加石墨球数，同时抑制变异石墨的形成，提高石墨球的圆整度。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂，以重量百分比包括：
稀土元素:0.4-0.6％、Ba:2.5-3.5％、Ca1.5-2.0％、Sb:1-1.5％、Si:65-70％、其余为铁和难以除去的杂质。
进一步地，以重量百分比包括：
稀土元素:0.5％、Ba:3％、Ca1.7％、Sb:1.2％、Si:67％、其余为铁和难以除去的杂质。
进一步地，以重量百分比包括：
稀土元素:0.45％、Ba:2.5％、Ca1.5％、Sb:1％、Si:70％、其余为铁和难以除去的杂质。
进一步地，所述孕育剂的粒度要求为1-3mm。
进一步地，所述孕育剂用于浇注包内进行添加，添加量为浇注包铁水重量的0.2±0.05％。
进一步地，所述杂质的含量重量百分比低于0.02％。
一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂的制备方法，包括：
步骤1、根据孕育剂的配方比计算并称取各原材料；
步骤2、将称取原材料投入熔炼炉中进行熔炼；
步骤3、将熔炼产物破碎成粒度1-3mm即可。
进一步地，所述原材料包括稀土、硅铁、钡铁和锑铁。
进一步地，所述硅铁的颗粒度为5-15mm；且所述硅铁中的Si含量≥87％，Ca含量低于1.5％；
所述钡铁中钡的含量为6-7％，铁含量为35-45％、钙含量为1-10％以及少量其他杂质；
所述锑铁的主要成分为三氧化二锑，三氧化二锑的含量≥99％，以及少量杂质。
进一步地，所述稀土为选自铈、钕、镧、铽和钇中的至少一种。
本发明具有以下有益效果：
本发明的孕育剂主要应用于合成铸铁方式生产球墨铸铁，本孕育剂在浇注包内添加，可有效增加石墨球数，同时抑制变异石墨的形成，提高石墨球的圆整度。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂，以重量百分比包括：
稀土元素:0.5％、Ba:3％、Ca1.7％、Sb:1.2％、Si:67％、其余为铁和难以除去的杂质。
优选地，孕育剂的粒度要求为1-3mm。
优选地，孕育剂用于浇注包内进行添加，添加量为浇注包铁水重量的0.2±0.05％。
优选地，杂质的含量重量百分比低于0.02％。
实施例2
一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂，以重量百分比包括：
稀土元素:0.45％、Ba:2.5％、Ca1.5％、Sb:1％、Si:70％、其余为铁和难以除去的杂质。
优选地，孕育剂的粒度要求为1-3mm。
优选地，孕育剂用于浇注包内进行添加，添加量为浇注包铁水重量的0.2±0.05％。
优选地，杂质的含量重量百分比低于0.02％。
实施例3
一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂的制备方法，包括：
步骤1、根据孕育剂的配方比计算并称取各原材料；
步骤2、将称取原材料投入熔炼炉中进行熔炼；
步骤3、将熔炼产物破碎成粒度1-3mm即可。
优选地，原材料包括稀土、硅铁、钡铁和锑铁。
优选地，硅铁的颗粒度为5-15mm；且硅铁中的Si含量≥87％，Ca含量低于1.5％；
钡铁中钡的含量为6-7％，铁含量为35-45％、钙含量为1-10％以及少量其他杂质；
锑铁的主要成分为三氧化二锑，三氧化二锑的含量≥99％，以及少量杂质。
优选地，稀土为选自铈、钕、镧、铽和钇中的至少一种。
在本发明中，本孕育剂主要采用Ba作为抗衰退的主要元素，Sb元素作为抑制石墨变异的元素，少量稀土作为中和Sb和其他危害元素。
通过上述实施例3方法制备的孕育剂，其中钙主要来源于钡铁和硅铁中，从而提高了各组份的分散均匀性，得到的孕育剂颗粒成分均匀，从而提高该孕育剂的孕育效果。
上述实施例1和2制备所得孕育剂，目的主要用于铸件凝固时间10-20分钟，由于凝固时间长，目前凝固时间长除了本身产品壁厚的原因外，还由于产品中有砂芯的原因，特别砂芯在浇注过程中受铁水加热，导致砂芯区域温度高，凝固时间长，针对这两种情况产生主要原因孕育作用衰退严重，石墨球圆整度差，石墨球数量减少，同时石墨球部分产生变异，变成点状、条状等形态，基体容易产生碳化物；为了提高石墨球圆整度，主要使用抗孕育衰退能力强，增加石墨球数的元素，另外少量添加抑制石墨变异的元素，解决凝固时间10-20分钟铸件球化衰退问题，提高产品质量。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (10)

1.一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂，其特征在于：以重量百分比包括：
稀土元素:0.4-0.6％、Ba:2.5-3.5％、Ca1.5-2.0％、Sb:1-1.5％、Si:65-70％、其余为铁和难以除去的杂质。
2.根据权利要求1所述的一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂，其特征在于，以重量百分比包括：
稀土元素:0.5％、Ba:3％、Ca1.7％、Sb:1.2％、Si:67％、其余为铁和难以除去的杂质。
3.根据权利要求1所述的一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂，其特征在于，以重量百分比包括：
稀土元素:0.45％、Ba:2.5％、Ca1.5％、Sb:1％、Si:70％、其余为铁和难以除去的杂质。
4.根据权利要求1-3任意一所述的一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂，其特征在于，所述孕育剂的粒度要求为1-3mm。
5.根据权利要求1-3所述的一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂，其特征在于，所述孕育剂用于浇注包内进行添加，添加量为浇注包铁水重量的0.2±0.05％。
6.根据权利要求1-3任意一所述的一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂，其特征在于，所述杂质的含量重量百分比低于0.02％。
7.一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂的制备方法，其特征在于，包括：
步骤1、根据孕育剂的配方比计算并称取各原材料；
步骤2、将称取原材料投入熔炼炉中进行熔炼；
步骤3、将熔炼产物破碎成粒度1-3mm即可。
8.根据权利要求7所述的一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂的制备方法，其特征在于，所述原材料包括稀土、硅铁、钡铁和锑铁。
9.根据权利要求7所述的一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂的制备方法，其特征在于，所述硅铁的颗粒度为5-15mm；且所述硅铁中的Si含量≥87％，Ca含量低于1.5％；
所述钡铁中钡的含量为6-7％，铁含量为35-45％、钙含量为1-10％以及少量其他杂质；
所述锑铁的主要成分为三氧化二锑，三氧化二锑的含量≥99％，以及少量杂质。
10.根据权利要求7所述的一种抗衰退合成球墨铸铁用孕育剂的制备方法，其特征在于，所述稀土为选自铈、钕、镧、铽和钇中的至少一种。
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