CN103805731A - 一种球墨铸铁的孕育方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种球墨铸铁的孕育方法，涉及一种球墨铸铁合金制备方法，属于球墨铸铁生产技术领域。该方法包括铁水包内孕育、倒包孕育、随流孕育。其有益效果在于：本发明在原有的球化包内孕育和随流孕育这两个步骤之间增加倒包孕育工艺，实现瞬时多次孕育特种工艺，达到铁水的长效孕育，能够有效降低球化铁水中残镁含量，减少铸态组织中的渗碳体数量，材质机械性能达到抗拉强度453MPa、屈服强度287MPa、延伸21～25%、石墨球数量达到150个/mm2。
Description
技术领域
本发明涉及一种球墨铸铁合金制备方法，属于球墨铸铁生产技术领域，具体地说是一种球墨铸铁的孕育方法。
背景技术
球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，其有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球化即指铸铁中的石墨在加入的球化剂的影响下成为石墨结晶的过程。常规的球墨铸铁铸造过程中，通常仅加入一种球化剂以对其进行球化，但是一种球化剂由于质量和成分的限制总是存在诸多缺陷。
孕育处理的作用主要是消除球化元素造成的白口倾向，促进石墨析出，提高球化率，细化石墨球，使之分布均匀。目前国内企业采用孕育剂和孕育方法不尽相同，但都强调要采用多次孕育、瞬时孕育工艺，以强化孕育效果，保证铁水在较长时间直至浇注完毕均处在良好的孕育状态，有效地消除渗碳体组织。对于铸态球铁，孕育剂大多采用硅铁合金，除了包底放孕育剂或出铁随流一次孕育外，还采取浮硅孕育、浇注随流孕育、浇口杯硅块型上孕育、型内孕育等方法。
在目前国内铸造领域内，球墨铸铁件的验收标准除表面质量外，均是按其材质牌号的要求，以机械性能界定其是否合格为验收标准。机械性能检测合格则产品判定为合格，化学成份仅为参考，部分产品对球化级别有一定要求，而对其基体组织构成有决定性作用的铸件基体石墨球数量国内至今尚无一个技术标准有明确要求。
采用常规工艺技术生产的球墨铸铁件，经检测机械性能能达到产品要求，但石墨球数量仅能达到标准要求的50～70%左右，以致不能满足特殊铸件的制备要求，例如：大型铸件由于尺寸太大，受热处理炉容量限制，只能是铸态生产，并且壁厚一般100mm以上,为大断面球铁，大断面球墨铸铁由于冷却速度缓慢，凝固时间长，使得铸件尤其是铸件中心部位易出现石墨畸变、球数减少、石墨球增大、晶粒变粗、球化率降低、成份偏析、晶间碳化物增多及石墨漂浮，造成球化衰退现象，引起铸件力学性能大大降低。
发明内容
本发明提出一种球墨铸铁的孕育方法，解决球化率及增加单位面积石墨球数量，增强球墨铸铁基体，全面提高铸件综合性能专利技术。
为实现上述目的，本发明所述一种球墨铸铁的孕育方法，包括以下步骤：
（1）铁水包内孕育，出炉时铁水包内第一次孕育出炉，出炉时以铸件浇注总重量的0.05～0.65%加入高效复合孕育剂，在铁水包内进行第一次孕育；
（2）倒包孕育，经过步骤（1）的铁水静置除渣后，降温到浇注温度为1380～1390℃，浇注时采用铸件浇注总重量的0.05～0.65%加入高效复合孕育剂进行二次孕育；
（3）随流孕育，经过步骤（2）的铁水在浇注时采用铸件浇注总重量的0.05～0.65%加入特种孕育剂常规瞬时随流孕育。
所述高效复合孕育剂为BaCaSi型号为J-3，其主要由以下重量配比的原料制成：Si68.0～72.0%、Ca1.0～2.0%、Al0～1.6%、Ba1.0～3.0%。
所述特种孕育剂为SiZrSr型号为P-1T，其主要由以下重量配比的原料制成：Si63～67%、Zr5.0～7.0%、Sr0.5～1.0%、Ba2.0～3.0%、Ca1.0～2.0%。
所述步骤（1）中铁水包内孕育的加热设备为中频炉，熔炼温度为1550℃。
所述铁水包内孕育出炉时以铸件浇注总重量的0.45～0.65%加入高效复合孕育剂。
所述倒包孕育浇注时采用铸件浇注总重量的0.25～0.35%加入高效复合孕育剂。
所述随流孕育浇注时采用铸件浇注总重量的0.05～0.15%加入特种孕育剂。
所述高效复合孕育剂及特种孕育剂市场能够购得，本发明原料选自西安远大铸造材料技术有限公司产品，选用产品为：高效复合孕育剂为BaCaSi型号为J-3；特种孕育剂为SiZrSr型号为P-1T。
本发明所述一种球墨铸铁的孕育方法，其有益效果在于：本发明在原有的球化包内孕育和随流孕育这两个步骤之间增加倒包孕育工艺，实现瞬时多次孕育特种工艺，达到铁水的长效孕育，能够有效降低球化铁水中残镁含量，减少铸态组织中的渗碳体数量，材质机械性能达到抗拉强度453MPa、屈服强度287MPa、延伸21～25%、石墨球数量达到150个/mm2。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明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他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一、铁水包内孕育，出炉时铁水包内第一次孕育中频炉熔炼1550℃出炉，出炉时以铸件浇注总重量的0.45%加入型号为J-3的BaCaSi高效复合孕育剂，在铁水包内进行第一次孕育；
二、倒包孕育，经过步骤（1）的铁水静置除渣后，降温到浇注温度为1385℃，浇注时采用铸件浇注总重量的0.25%加入型号为J-3的BaCaSi高效复合孕育剂进行二次孕育；
三、随流孕育，浇注时采用铸件浇注总重量的0.05%加入型号为P-1T的SiZrSr特种孕育剂常规瞬时随流孕育。
实施例2
一、铁水包内孕育，出炉时铁水包内第一次孕育中频炉熔炼1550℃出炉，出炉时以铸件浇注总重量的0.65%加入型号为J-3的BaCaSi高效复合孕育剂，在铁水包内进行第一次孕育；
二、倒包孕育，经过步骤（1）的铁水静置除渣后，降温到浇注温度为1390℃，浇注时采用铸件浇注总重量的0.35%加入型号为J-3的BaCaSi高效复合孕育剂进行二次孕育；
三、随流孕育，浇注时采用铸件浇注总重量的0.1%加入型号为P-1T的SiZrSr特种孕育剂常规瞬时随流孕育。
实施例3
一、铁水包内孕育，出炉时铁水包内第一次孕育中频炉熔炼1550℃出炉，出炉时以铸件浇注总重量的0.55%加入型号为J-3的BaCaSi高效复合孕育剂，在铁水包内进行第一次孕育；
二、倒包孕育，经过步骤（1）的铁水静置除渣后，降温到浇注温度为1380℃，浇注时采用铸件浇注总重量的0.3%加入型号为J-3的BaCaSi高效复合孕育剂进行二次孕育；
三、随流孕育，浇注时采用铸件浇注总重量的0.15%加入型号为P-1T的SiZrSr特种孕育剂常规瞬时随流孕育。
经上海材料研究所检测如下：
从上表可知：抗拉强度、屈服强度、延伸、石墨球数量，均优于国家铸件的标准，且石墨球数量超过现行标准值2倍以上，球化级别均在1-2级。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种球墨铸铁的孕育方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）铁水包内孕育，出炉时铁水包内第一次孕育出炉，出炉时以铸件浇注总重量的0.05～0.65%加入高效复合孕育剂，在铁水包内进行第一次孕育；
（2）倒包孕育，经过步骤（1）的铁水静置除渣后，降温到浇注温度为1380～1390℃，浇注时采用铸件浇注总重量的0.05～0.65%加入高效复合孕育剂进行二次孕育；
（3）随流孕育，经过步骤（2）的铁水在浇注时采用铸件浇注总重量的0.05～0.65%加入特种孕育剂常规瞬时随流孕育。
2.如权利要求1所述一种球墨铸铁的孕育方法，其特征在于：所述高效复合孕育剂为BaCaSi，其主要由以下重量配比的原料制成：Si68.0～72.0%、Ca1.0～2.0%、Al0～1.6%、Ba1.0～3.0%。
3.如权利要求1所述一种球墨铸铁的孕育方法，其特征在于：所述特种孕育剂为SiZrSr，其主要由以下重量配比的原料制成：Si63～67%、Zr5.0～7.0%、Sr0.5～1.0%、Ba2.0～3.0%、Ca1.0～2.0%。
4.如权利要求1所述一种球墨铸铁的孕育方法，其特征在于：所述步骤（1）中铁水包内孕育的加热设备为中频炉，熔炼温度为1550℃。
5.如权利要求1所述一种球墨铸铁的孕育方法，其特征在于：所述铁水包内孕育出炉时以铸件浇注总重量的0.45～0.65%加入高效复合孕育剂。
6.如权利要求1所述一种球墨铸铁的孕育方法，其特征在于：所述倒包孕育浇注时采用铸件浇注总重量的0.25～0.35%加入高效复合孕育剂。
7.如权利要求1所述一种球墨铸铁的孕育方法，其特征在于：所述随流孕育浇注时采用铸件浇注总重量的0.05～0.15%加入特种孕育剂。
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| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
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Granted publication date: 20160914 Termination date: 20201209 |