KR20080089577A - 강화 흑연철의 생산을 위한 방법 - Google Patents

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Abstract

마그네슘 합금의 인-몰드 추가를 이용하여 강화 흑연철의 생산을 위한 방법이 개시된다. 이 방법은, 세륨 함유 합금으로 퍼니스에서 또는 래들에서 베이스 철을 사전처리하는 단계 및 마그네슘과 란탄을 함유한 합금을 이용하여 몰드의 반응 챔버에서 구조 형성 처리를 수행하는 단계를 포함한다.

Description

강화 흑연철의 생산을 위한 방법 {PROCESS FOR PRODUCTION OF COMPACTED GRAPHITE IRON}
본 발명은 주로 강화 흑연 형태로 이루어진 구조를 갖는 주철의 생산을 위한 방법에 관한 것이다. 이 방법은 베이스 철의 예비 처리 및 몰드에서의 최종 처리의 조합에 기초한다.
강화 흑연철은 박편(flake) 형태의 흑연 형태 및 구형 형태 사이의 흑연 구조를 갖는 주철 합금이다. 흑연 형태는 응고 동안 액체 철에서의 환경에 의해 결정된다. 바람직하게 4-10% 마그네슘을 함유한 페로실리콘(ferrosilicon) 합금으로, 0.02% 미만이 황 함유량으로 그리고 4.0 내지 4.4 당량의 탄소로 베이스 철의 처리가 강화 흑연 구조를 얻는데 이용될 수 있다. 마그네슘 함유량은 생산되는 캐스팅(casting)에서 냉각 속도 및 베이스 철의 조건에 따라 약 0.008 내지 0.015%의 레벨로 그리고 일반적으로 +/- 0.003% 내의 매우 좁은 한계 내에서 유지되어야 한다. 여기서 이용된 것처럼, 퍼센트는 중량 퍼센트를 지칭한다. 마그네슘으로의 처리는 래들(ladle)에서 일반적으로 이루어진다. 마그네슘은 1090℃에서 끓고 철 의 온도는 일반적으로 처리 동안 1400℃보다 높기 때문에 따라서 마그네슘의 일부는 증기로서 사라지며, 일부는 철에 있는 황, 산소 및 질소와 화합한다. 포어링(pouring) 이전에 철의 홀딩(holding) 동안 반응성 마그네슘 함유량의 추가적인 감소가 일어난다. 반응성 마그네슘의 이러한 단계적인 감소를 페이딩(fading)이라고 부른다.
이러한 문제를 피하기 위해, 마그네슘 처리는 각각의 몰드 내부에서 이루어질 수 있다. 인-몰드(in-mould) 처리/기술이라고 알려진 이 기술은 연성 철의 생산에 잘 알려져 있다. WO 01/54844 A1에서 설명된 이 기술의 특별한 버젼은 강화 흑연철의 생산에 적절하다. 인-몰드 기술은 몰드의 게이팅(gating) 시스템의 챔버에 마그네슘 합금을 위치시키는 것에 기초한다. 포어링 동안 철은 챔버 안으로 유동하고 단계적으로 합금을 용해시킨다. 이후 처리된 금속은 캐스팅 공동을 채운다. 이 방법을 이용할 때 마그네슘의 페이딩과 관련된 문제는 제거된다.
한가지 문제점은 베이스 철에서의 황 레벨이 종종 변한다는 점이다. 따라서, 마그네슘 레벨이 조정되어야만 한다. 그러나, 인-몰드 처리의 경우 처리 챔버가 각각의 몰드에서 동일하기 때문에 이는 실행 불가능하다. 다른 문제점은 마그네슘으로의 처리가 냉각 속도의 변화에 민감한 구조를 만든다는 점이다. 예를 들어 캐스팅의 얇은 섹션에서 빠른 냉각 속도(high cooling rate)의 경우 흑연 형태는 더욱 구형이 되기 쉽다. 두꺼운 섹션에서 느린 냉각 속도(long cooling rate)의 경우 흑연은 박편으로서 침전될 것이다.
마그네슘 및 세륨 모두를 함유한 처리 합금은 이러한 문제를 감소시킨다고 알려져 있다. 그러나, 높은 레벨의 세륨은 주요 카바이드(primary carbide) 및 수축의 형성과 같은 일정한 캐스팅 결함에 대한 위험성을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 이러한 문제점들을 해결하는 것이다.
본 발명은 청구항 제 1 항에 따른 마그네슘 합금의 인-몰드 추가를 이용하여 강화 흑연철의 생산을 위한 방법에 관한 것이다. 바람직한 실시예는 종속 청구항에서 정의된다.
세륨의 양은 베이스 철에서 황 함유량에 따라 조정된다. 세륨 레벨은 이하의 공식에 따라 조정되어야 한다:
%세륨 = (%황 - 0.006) * 2.9 + A
A에 대한 값은 캐스팅 구성, 즉 섹션 치수 및 캐스팅 모듈러스에서의 변경에 따라 바람직하게 0.01 내지 0.03에서 변한다. 세륨이 매우 높은 끓는점(3470℃)과 높은 밀도(6.14g/cm3)를 가지기 때문에, 이는 어떠한 페이딩 효과를 보이지 못한다. 세륨을 베이스 철에 첨가함에 의해, 적절하게 용해될 수 있고 마그네슘 합금은 몰드의 반응 챔버에 거의 첨가되지 아니하며, 세륨은 구조 형성 효과를 갖는다.
바람직하게 처리 합금은 3-6% 마그네슘 및 0.5-1.5% 란탄을 함유한다. 란탄 은 캐스팅에서 카바이드 및 수축과 같은 결함을 줄이는데 바람직한 효과를 갖는다. 수축에 대한 효과는 처리 직후 최고이고, 따라서 가능한 늦게 란탄을 첨가하는 것이 최적이다.
최고의 피쳐(paramount feature)는 반응성 금속의 전체적 분율(fraction)이기 때문에 이용되는 합금은 다양한 조성을 가질 수 있다. 그러나, 상업적으로 이용 가능한 합금의 조성의 예는 이하를 포함한다:
마그네슘 합금에 대해: 48% Fe, 45% Si, 5% Mg, 1.0% Al, 0.5% La 및 0.5% Ca, 및
세륨 합금에 대해: 65% Fe, 25% Ce, 7% La, 및 나머지는 다른 희토류 원소.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 세륨이 오븐 또는 래들에 첨가되고(마그네슘 합금의 일부로서가 아님) 마그네슘이 몰드에 첨가된다.
제안된 방법으로 마그네슘 첨가는 예비-검사 없이 몰드에서 정상적인 처리에 따라 적어도 30% 감소될 수 있다. 또한, 캐스팅에서 감소된 마그네슘 레벨은 불순물(dross) 및 미세축소와 같은 캐스팅 결함이 최소화되는 장점을 갖는다.

Claims (3)

  1. 마그네슘 합금의 인-몰드(in-mould) 첨가를 이용하여 강화 흑연철(compacted graphite iron)을 만들기 위한 방법으로서,
    세륨을 함유한 합금으로 퍼니스에서 또는 래들(ladle)에서 베이스 철을 사전처리하는 단계; 및
    마그네슘 및 란탄을 함유한 합금을 이용하여 상기 몰드의 반응 챔버에서 구조 형성 처리를 수행하는 단계를 포함하는,
    마그네슘 합금이 인-몰드 첨가를 이용하여 강화 흑연철을 만들기 위한 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 철이 세륨을 함유한 합금으로 미리 처리되어 0.008 내지 0.025%의 세륨 레벨에 이르고,
    3-6% 마그네슘 및 0.5-1.5% 란탄을 함유한 합금을 이용하여 상기 철이 상기 캐스팅 몰드에서 추가적으로 처리되는,
    마그네슘 합금이 인-몰드 첨가를 이용하여 강화 흑연철을 만들기 위한 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 베이스 철에서 세륨의 최소 퍼센트는 (%S - 0.006)*2.9 + 0.01)과 같이 추정되고, 이 경우 S는 세륨의 첨가 이전에 철에서의 황 함유량인,
    마그네슘 합금이 인-몰드 첨가를 이용하여 강화 흑연철을 만들기 위한 방법.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104903470B (zh) * 2013-09-06 2017-12-12 东芝机械株式会社 球状石墨铸铁金属熔液的球状化处理方法
CN105785882B (zh) * 2016-05-09 2019-05-14 哈尔滨理工大学 一种球墨铸铁球化孕育处理动态调控方法及系统
WO2018047134A1 (en) * 2016-09-12 2018-03-15 Snam Alloys Pvt Ltd A non-magnesium process to produce compacted graphite iron (cgi)
BR102016022690B1 (pt) * 2016-09-29 2022-02-08 Tupy S.A. Liga de ferro fundido vermicular para bloco e cabeçote de motor a combustão interna
CN109371191A (zh) * 2018-11-09 2019-02-22 中船海洋动力部件有限公司 一种蠕墨铸铁的蠕化孕育方法

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB833486A (en) * 1956-05-02 1960-04-27 British Cast Iron Res Ass Manufacture of engineering components and of improved grey cast iron therefor
US3392013A (en) * 1966-03-14 1968-07-09 Owens Illinois Inc Cast iron composition and process for making
US3765876A (en) * 1972-11-01 1973-10-16 W Moore Method of making nodular iron castings
EP0041953B1 (en) * 1979-12-19 1984-06-13 Foseco International Limited Production of vermicular graphite cast iron
DE3010623C2 (de) * 1980-03-20 1982-12-02 Metallgesellschaft Ag, 6000 Frankfurt Vorrichtung zum Behandlung von geschmolzenem Gußeisen
CH656147A5 (de) * 1981-03-31 1986-06-13 Fischer Ag Georg Verfahren zur herstellung eines gusseisens mit vermiculargraphit.
US4806157A (en) * 1983-06-23 1989-02-21 Subramanian Sundaresa V Process for producing compacted graphite iron castings
DE3801917A1 (de) * 1988-01-23 1989-08-03 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur herstellung von gusseisen mit kugelgraphit
NO306169B1 (no) * 1997-12-08 1999-09-27 Elkem Materials Ympemiddel for stöpejern og fremgangsmÕte for fremstilling av ympemiddel
SE518344C2 (sv) 2000-01-26 2002-09-24 Novacast Ab Ingjutsystem

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