CN116356098A - 环保型高强度灰铸铁用的钒锰铬孕育剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种环保型高强度灰铸铁用的钒锰铬孕育剂，属于铸铁工艺领域，按照质量份计，所述的孕育剂由以下组分制备：生铁：50～60份；铝铁合金：20～30份；硅：40～50份；镁：0.2～0.5份；钙：3～5份；铬铁：10～15份；锰铁：10～15份；钒：0.05～0.1份；硅锰：1～2份。本发明中通过在孕育剂中添加多种环保组分，多组分的结合能够赋予本发明孕育剂的机械性能以及更高的强度韧性。本发明中此次采用多元素组合的铬铁、锰铁、硅锰、钒，一些列的实验结果表明，在铸铁件的生产过程中，上述的组合元素能起到脱硫、脱氧作用，对于铸铁的制造工艺来说，极其珍贵，对于更高强度的铸铁来说，本发明的孕育剂应用广泛。
Description
技术领域
背景技术
众所周知，孕育剂是金属液体在凝固的过程中添加的，添加后的铸铁的的力学性能得到改变。在铸铁工艺中只需要加入少量的孕育剂，对铸铁的显微组织是发生很大的改变，但是对铸铁的化学成分来说，却是很小的改变，甚至可以说，对铸铁的化学成分毫无影响。这样，对于铸造领域来说，孕育剂是必不可少的，在细微添加量的情况下，改变铸铁的力学性能，尤其是改变原本铸铁件的力学性能差的特质，加入孕育剂后能缓解或者消除铸铁的白口倾向，显微状态下，铸铁中的石墨形态细小，且均匀分布，对于铸铁工艺来说，这一改变都是期待且需要的。
但是随着工艺的发展，以及工业化需求，铸铁件在面对强力冲击时候，市面上现有的铸铁往往不能承受，因此，对于铸铁件来说高强度、高抗拉压性能是目前本领域技术人员待解决的难题之一，在保证铸铁件的高强度的同时注重环保的孕育剂，一直也是热点研究课题。
发明内容
本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种环保型高强度灰铸铁用的钒锰铬孕育剂，本发明中通过在孕育剂中添加多种环保组分，多组分的结合能够赋予本发明孕育剂的机械性能以及更高的强度韧性。
本发明是这样实现的：
一种环保型高强度灰铸铁用的钒锰铬孕育剂，按照质量份计，所述的孕育剂由以下组分制备：
生铁：50～60份；
铝铁合金：20～30份；
硅：40～50份；
镁：0.2～0.5份；
钙：3～5份；
铬铁：10～15份；
锰铁：10～15份；
钒：0.05～0.1份；
硅锰：1～2份。
进一步，按照质量份计，所述的孕育剂由以下组分制备：
生铁：55份；
铝铁合金：25份；
硅：45份；
镁：0.3份；
钙：4份；
铬铁：13份；
锰铁：13份；
钒：0.07份；
硅锰：1.5份。
进一步，所述的铬铁以及锰铁的质量份比为1:1。
进一步，所述的钒锰铬孕育剂破碎后的粒径为3～5mm。
进一步，所述的钒来源于金属钒。
进一步，所述的钙来源于硅酸钙盐。
本发明一种环保型高强度灰铸铁用的钒锰铬孕育剂，其特征在于，所述的钒锰铬孕育剂的制备工艺为：
步骤一、按照质量份称取生铁：50～60份；铝铁合金：20～30份；硅：40～50份；镁：0.2～0.5份；钙：3～5份；铬铁：10～15份；锰铁：10～15份；钒：0.05～0.1份；硅锰：1～2份，并将上述的组分破碎成小块；
步骤二、将破碎小块进行干燥处理，之后置于中频电炉中熔融，1300～1350℃的条件下熔炼，并且在氮气保护的环境下进行熔炼均匀；熔炼20～30分钟之后，进行超声处理，时间5～10分钟；
步骤三、超声消泡后迅速冷却成块，冷却速度为大于50℃/S；冷却后再破碎成粒径为3～5mm的钒锰铬孕育剂。
本发明与现有技术相比的有益效果在于：
本发明中通过添加镁、钙的孕育剂在使用的过程中对铁水有着很强的脱硫脱氧的作用，缓解铸铁件的白口倾向，赋予铸铁件更强的韧性以及强度；此外，本发明中结合铬、锰、钒三中元素，能使得铸铁的强度进一步增强。
锰此前一直作为钢材的添加元素来增加铸铁件的力学性能，本发明中此次采用多元素组合的铬铁、锰铁、硅锰、钒，一些列的实验结果表明，在铸铁件的生产过程中，上述的组合元素能起到脱硫、脱氧作用，对于铸铁的制造工艺来说，极其珍贵，对于更高强度的铸铁来说，本发明的孕育剂应用广泛。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下列举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
步骤一、按照质量份称取生铁：生铁：55份；铝铁合金：25份；硅：45份；镁：0.3份；钙：4份；铬铁：13份；锰铁：13份；钒：0.07份；硅锰：1.5份，并将上述的组分破碎成小块；
步骤二、将破碎小块进行干燥处理，之后置于中频电炉中熔融，1300～1350℃的条件下熔炼，并且在氮气保护的环境下进行熔炼均匀；熔炼20～30分钟之后，进行超声处理，时间5～10分钟；
步骤三、超声消泡后迅速冷却成块，冷却速度为大于50℃/S；冷却后再破碎成粒径为3～5mm的钒锰铬孕育剂。
实施例2
步骤一、按照质量份称取生铁：50份；铝铁合金：20份；硅：40份；镁：0.2份；钙：3份；铬铁：10份；锰铁：10份；钒：0.05份；硅锰：1份，并将上述的组分破碎成小块；
步骤二、将破碎小块进行干燥处理，之后置于中频电炉中熔融，1300～1350℃的条件下熔炼，并且在氮气保护的环境下进行熔炼均匀；熔炼20～30分钟之后，进行超声处理，时间5～10分钟；
步骤三、超声消泡后迅速冷却成块，冷却速度为大于50℃/S；冷却后再破碎成粒径为3～5mm的钒锰铬孕育剂。
实施例3
步骤一、按照质量份称取生铁：60份；铝铁合金：30份；硅：50份；镁：0.5份；钙：5份；铬铁：15份；锰铁：15份；钒：0.1份；硅锰：2份，并将上述的组分破碎成小块；
步骤二、将破碎小块进行干燥处理，之后置于中频电炉中熔融，1300～1350℃的条件下熔炼，并且在氮气保护的环境下进行熔炼均匀；熔炼20～30分钟之后，进行超声处理，时间5～10分钟；
步骤三、超声消泡后迅速冷却成块，冷却速度为大于50℃/S；冷却后再破碎成粒径为3～5mm的钒锰铬孕育剂。
实施例4
步骤一、按照质量份称取生铁：52份；铝铁合金：26份；硅：47份；镁：0.4份；钙：3份；铬铁：14份；锰铁：14份；钒：0.06份；硅锰：1份，并将上述的组分破碎成小块；
步骤二、将破碎小块进行干燥处理，之后置于中频电炉中熔融，1300～1350℃的条件下熔炼，并且在氮气保护的环境下进行熔炼均匀；熔炼20～30分钟之后，进行超声处理，时间5～10分钟；
步骤三、超声消泡后迅速冷却成块，冷却速度为大于50℃/S；冷却后再破碎成粒径为3～5mm的钒锰铬孕育剂。
实施例5
步骤一、按照质量份称取生铁：58份；铝铁合金：23份；硅：47份；镁：0.3份；钙：4份；铬铁：11份；锰铁：11份；钒：0.07份；硅锰：1份，并将上述的组分破碎成小块；
步骤二、将破碎小块进行干燥处理，之后置于中频电炉中熔融，1300～1350℃的条件下熔炼，并且在氮气保护的环境下进行熔炼均匀；熔炼20～30分钟之后，进行超声处理，时间5～10分钟；
步骤三、超声消泡后迅速冷却成块，冷却速度为大于50℃/S；冷却后再破碎成粒径为3～5mm的钒锰铬孕育剂。
实施例6
步骤一、按照质量份称取生铁：59份；铝铁合金：21份；硅：44份；镁：0.3份；钙4份；铬铁：12份；锰铁：12份；钒：0.09份；硅锰：2份，并将上述的组分破碎成小块；
步骤二、将破碎小块进行干燥处理，之后置于中频电炉中熔融，1300～1350℃的条件下熔炼，并且在氮气保护的环境下进行熔炼均匀；熔炼20～30分钟之后，进行超声处理，时间5～10分钟；
步骤三、超声消泡后迅速冷却成块，冷却速度为大于50℃/S；冷却后再破碎成粒径为3～5mm的钒锰铬孕育剂。
实施例7
步骤一、按照质量份称取生铁：54份；铝铁合金：26份；硅：43份；镁：0.3份；钙：3份；铬铁：15份；锰铁：15份；钒：0.07份；硅锰：2份，并将上述的组分破碎成小块；
步骤二、将破碎小块进行干燥处理，之后置于中频电炉中熔融，1300～1350℃的条件下熔炼，并且在氮气保护的环境下进行熔炼均匀；熔炼20～30分钟之后，进行超声处理，时间5～10分钟；
步骤三、超声消泡后迅速冷却成块，冷却速度为大于50℃/S；冷却后再破碎成粒径为3～5mm的钒锰铬孕育剂。
将上述实施例中的孕育剂进行实际中的运用测试，结果如下：
| 硬度(HB) | 抗拉强度(MPa) | 珠光体含量(％) | |
| 实施例1 | 240 | 360 | 97 |
| 实施例2 | 232 | 352 | 96 |
| 实施例3 | 230 | 349 | 94 |
| 实施例4 | 234 | 353 | 95 |
| 实施例5 | 232 | 350 | 96 |
| 实施例6 | 231 | 351 | 93 |
| 实施例7 | 236 | 356 | 94 |
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种环保型高强度灰铸铁用的钒锰铬孕育剂，按照质量份计，所述的孕育剂由以下组分制备：
生铁：50～60份；
铝铁合金：20～30份；
硅：40～50份；
镁：0.2～0.5份；
钙：3～5份；
铬铁：10～15份；
锰铁：10～15份；
钒：0.05～0.1份；
硅锰：1～2份。
2.根据权利要求1所述的一种环保型高强度灰铸铁用的钒锰铬孕育剂，按照质量份计，所述的孕育剂由以下组分制备：
生铁：55份；
铝铁合金：25份；
硅：45份；
镁：0.3份；
钙：4份；
铬铁：13份；
锰铁：13份；
钒：0.07份；
硅锰：1.5份。
3.根据权利要求1所述的一种环保型高强度灰铸铁用的钒锰铬孕育剂，其特征在于，所述的铬铁以及锰铁的质量份比为1:1。
4.根据权利要求1所述的一种环保型高强度灰铸铁用的钒锰铬孕育剂，其特征在于，所述的钒锰铬孕育剂破碎后的粒径为3～5mm。
5.根据权利要求1所述的一种环保型高强度灰铸铁用的钒锰铬孕育剂，其特征在于，所述的钒来源于金属钒。
6.根据权利要求1所述的一种环保型高强度灰铸铁用的钒锰铬孕育剂，其特征在于，所述的钙来源于硅酸钙盐。
7.根据权利要求1～6任一所述的一种环保型高强度灰铸铁用的钒锰铬孕育剂，其特征在于，所述的钒锰铬孕育剂的制备工艺为：
步骤一、按照质量份称取生铁：50～60份；铝铁合金：20～30份；硅：40～50份；镁：0.2～0.5份；钙：3～5份；铬铁：10～15份；锰铁：10～15份；钒：0.05～0.1份；硅锰：1～2份，并将上述的组分破碎成小块；
步骤二、将破碎小块进行干燥处理，之后置于中频电炉中熔融，1300～1350℃的条件下熔炼，并且在氮气保护的环境下进行熔炼均匀；熔炼20～30分钟之后，进行超声处理，时间5～10分钟；
步骤三、超声消泡后迅速冷却成块，冷却速度为大于50℃/S；冷却后再破碎成粒径为3～5mm的钒锰铬孕育剂。
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