CN87103635A

CN87103635A - 铁镁机制球化剂及其制造工艺

Info

Publication number: CN87103635A
Application number: CN 87103635
Authority: CN
Inventors: 施荙
Original assignee: Shanghai University of Engineering Science
Current assignee: Shanghai University of Engineering Science
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1987-05-18
Publication date: 1987-11-25
Also published as: CN87103635B

Abstract

一种生产球墨铸铁用的铁镁机制球化剂及其制造工艺。该球化剂组成成分为Mg8～10％；Mg5～7％余为铁，其中镁可采用纯镁或含有90％镁的合金，铁为铸铁切屑，并通过粉碎、混合和压制，制成比重大于5克/立方厘米的扁圆形片，侧抗压力大于70公斤。本球化剂具有球化率好、镁回收率高和球化质量高，使球化级别比原常规合金球化剂提高一级，使强度和延伸率增加。由于利用废镁和废铁屑又可使成本降低40～50％。本球化剂生产方法合理，易于自动化生产。

Description

本发明涉及铸铁合金，更具体地说关系到一种生产球墨铸铁用的铁镁机制球化剂及它的制造方法。

一般，在生产球墨铸铁中大多工厂采用含镁系列的球化剂，如硅铁镁、镍镁、铜镁、纯镁及稀土硅铁镁等对铸铁进行球化处理。这些球化剂过去都由高温熔炼得到。在熔炼过程中由于铁、镁两种材料比重和熔点相差悬殊，不可避免地会造成部份镁的烧损或制品成分不均而产生的比重偏析。为了易于熔炼，硅铁镁和稀土硅铁镁球化剂中常加入重量的三分之一到几乎一半的硅，但硅的大量存在给球铁的孕育处理及终硅量的控制带来困难。上述成分的球化剂加入稀土元素会使球墨铸铁形成不圆整的团絮状石墨，另外稀土元素价格昂贵，所以，近来有些科研人员正在从事有关减少球化剂中的硅和（或）稀土元素含量并采用冷压法生产球化剂，例如早已报导含有5%左右硅的“压制低硅球化剂”等。

在八六年一月十日公开的中国专利CN85100754A，题目为“低硅慢作用球化剂”的文章，揭示了对原有的“压制低硅球化剂”进行的改进，该种球化剂中添加了由陶土、石灰石、珍珠岩、炉渣等，其总量在0.5-20%粉末构成缓冲剂，用来减缓镁等元素引起的沸腾反应，使球化处理安全稳定，从而提高球化处理质量和降低球化剂的成本，但是作者没有提到带缓冲剂的球化剂在处理时的效果和造渣对生产的影响，也没有列出具体质量指标。

在一九八六年七月二十日公开的中国专利CN85100068号发表了清华大学吴德海等人的文章，题目为“大断面球墨铸铁球化剂及其制造方法”文章叙述了利用镁粉、稀土合金、硅铁和铁粉组成的球化剂，其中规定：Mg5-10%，Re0-2%，Si0-10%由机械混合经冷压制成球化剂。

很明显球化剂中稀土元素和硅含量比常规的含量低时，改善或解决大断面球墨铸铁件冷却速度缓慢，易使石墨畸变和石墨漂浮，在该专利申请中详细列出了这种球化剂处理得到的球墨铸铁的硅的控制量。可是，这篇专利申请没有提出和讲到在商业上可实际应用的具体成分、颗粒形状、尺寸大小及比重，文章也没有讨论这些球化剂在大断面球墨铸铁以外可应用的具体情况。

本发明的目的在于提供一种不含硅，也不含稀土元素的铁镁机制球化剂和它的制造工艺，并且制成一定规格，具有良好的球化率和较高镁的回收率，使球化质量提高。还提供一套利用废镁切屑和（或）铸铁切屑制成球化剂的机械化流水生产的方法。

根据本发明规定的铁镁机制球化剂组成成分为：

Mg 5～7%;Mg 8-10% 余为铁

这种球化剂中镁可用镁锭加工成粉，也可用含镁90%以上的镁合金切屑，试验证明用废弃的镁合金的切屑生产的球化剂在使用效果上并不逊色，也为工业上废弃的镁合金的利用创造了条件。球化剂的铁粉是利用机加工的铸铁切屑。以上切屑的应用可以大大降低球化剂的生产成本。

图1是表示用本发明球化剂生产的球墨铸铁的金相图片，放大100倍，末腐蚀。

图2是表示利用原合金（8-10%Mg，4-6%Re，45-50%Si）生产的球墨铸铁的金相图片，放大100倍，未腐蚀。

为了达到充分球化设法提高球化处理中镁的回收率。研究表明球化剂的镁回收率与其形状颗粒大小和比重有关。为了使球化剂不上浮，本发明对球化剂的颗粒大小、形状和比重进行了一系列的研究，在0.5吨;1吨，2吨，3吨和5吨各种处理包中试用考察，结果以扁圆形为最佳，其直径在φ12～16mm，厚度5-10mm，最佳尺寸φ12×6～8mm，比重大于5克/立方厘米。这种形状和尺寸的球化剂对铁水作球化处理时很稳定，成功率达98%。并且测定处理后的铁水中镁的回收率可达50%以上，还特别适用于高温处理。

本发明的球化剂可以单独或与原球化剂混合使用进行铁水的球化处理。所得到的球墨铸铁与合金球化剂处理情况相比，在球化级别上提高一级，经处理的铸铁强度略有提高，延伸率有更大的提高。在成本上由于不用稀土元素，而铁又用废铁屑所以可大大下降，炼每吨铁水比原合金球化剂处理要节约球化剂费用30%。

现举例加以说明。分别用原稀土硅铁镁合金（8～10%镁）27～30公斤和本发明球化剂（8～10%镁）15公斤加原稀土硅铁镁合金14公斤，在1.7吨堤坝式处理包内1420°～1460℃温度对同样成分铁水进行球化处理。

处理后用原合金球化剂球化级别为3～4级，见图2，改用本球化剂后为2-3级，见图1。

机械性能：接QT60-2，正火球铁;

用原合金球化剂：σ_b＝70～80kg/mm，σ＝3～4%。

用本发明球化剂处理：σ_b＝83～93kg/mm，δ＝3.4～7.2%。

退火球铁，按QT40-17;

原合金球化剂处理：σ_b＝45～50kg/mm，δ＝17～20%。

用本发明球化剂处理σ_b＝48～52kg/mm，δ＝20～25%。

铁镁机制球化剂的制造工艺，包括镁及铁屑的粉碎，混合和压制。

镁和铁屑的粉碎在ST-320型锤式粉碎，混合和压制。

镁和铁屑的粉碎在ST-320型锤式粉碎机上进行。粉碎前镁锭先在铣床或刨床上预先加工成切屑并控制切削的厚度小于0.5mm，切削以慢速进行。镁粉碎过程中必需制订出安全加工的工艺方法。例在锤式粉碎机上要先粗打成2mm左右的镁粒或镁屑，然后按比例与铁屑混合分2次打成60目以下的细粉末。

混合在混合机上进行，一般按镁9%，铁91%的重量比例混合均匀。

压制通过ZDY型重型单冲压片机。该机带自动喂料，输送和冲模模压成片状规格的球化剂。压机的压力为8吨，经压机制出片状球化剂的侧抗压力大于70公斤。每台压片机班产200公斤。本工艺简单，合理，可以自动化连续生产。

Claims

1、一种含有铁、镁机制球墨铸铁的球化剂，其特征在于其组成分为：

Mg5～7%； Mg8～10%，余为铁。

2、根据权利要求1所述的球化剂，其特征在于镁是纯镁或含有90%以上镁的合金，铁为铸铁屑。

3、根据权利要求1或2所述的球化剂，其特征在于球化剂的比重大于5克/立方厘米。

4、根据权利要求3所述的球化剂，其特征在于所说球化剂的形状为扁圆形，其直径为φ12-16mm，厚度5-10mm，最好φ12×6～8mm。

5、根据权利要求4所述的球化剂，其特征在于所说的扁圆形片状球化剂的侧抗压力大于70公斤。

6、一种包括粉碎，混合和压制过程的铁镁机制球墨铸铁的球化剂的制造工艺，其特征在于镁的粉碎在锤式粉碎机上，粉碎要先粗打成2mm左右的镁粒或镁屑，然后按比例与铁屑混合分二次打成60目以下的细粉末，然后在混合机上混合，最后在单冲或多冲压片机上经8吨的压力模压成扁圆形片状球化剂。