CN105039631A - 一种含稀土的孕育剂以及在球墨铸铁冶炼中的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含稀土的孕育剂，所述孕育剂由以下成分组成：稀土族，铅，锑，硅，钙，镁，铝，余量为铁和不可避免的微量元素，在球墨铸铁的冶炼应用中包括三次孕育。本发明相比现有技术具有以下优点：加入镁后，与稀土元素相结合，使得合金晶体在反应中得到更为稳定的相体，遇湿气或水都不会分解，其稳定性也不会随着时间而变差，同时经过多次孕育，能改善铁水的流动性，增强其脱氧效果，同时对促进球墨的球化和铁素体化有显著效果，可以有效避免由于多渣及缩孔原因造成的铸造缺陷。

Description

一种含稀土的孕育剂以及在球墨铸铁冶炼中的应用

技术领域

本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种含稀土的孕育剂以及在球墨铸铁冶炼中的应用。

背景技术

稀土元素具有特殊的光、电、磁和核性质，稀土各个元素均有其特性，特别是稀土元素特有的丰富的电子能级，其优异的光、磁、电、声、热性能可以开发出拥有优异功能特性的新材料和新器件。

铸铁是一种铸件中常见并广泛应用的铁碳合金，为使这些铸件获得良好的机械新能，需要在最后一个阶段得到铁/石墨结构，尽可能避免形成使合金脆化的Fe3C形式的碳化铁，在铸铁技术的目的在于促进在液体铸铁固化时石墨的出现，铸铁固化越快，铸铁中出现Fe3C的几率就越大，此时需要添加孕育剂促进石墨结晶的沉淀，从而厚度较小部位的铸件铸铁受到了较好的处理，但相应石墨球密度会有所增加，损害铸件结构的一致性，导致其机械性和稳定性受到影响，为了增加晶粒的稳定性，需要提供一种能够有效的孕育剂保证其稳定性。

发明内容

本发明的目的是针对现有的问题，提供了一种含稀土的孕育剂以及在球墨铸铁冶炼中的应用。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种含稀土的孕育剂，所述孕育剂由以下重量百分比的成分组成：稀土族0.001-0.003%，铅0.015-0.030%，锑0.008-0.013%，硅58-64%，钙6-12%，镁3-5%，铝0.8-1.5%，余量为铁和不可避免的微量元素。

作为对上述方案的进一步改进，所述孕育剂的重量百分比为：稀土族0.001%，铅0.018%，锑0.008%，硅60%，钙8%，镁5%，铝1.2%，余量为铁和不可避免的微量元素。

作为对上述方案的进一步改进，所述孕育剂的重量百分比为：稀土族0.003%，铅0.026%，锑0.012%，硅64%，钙6%，镁3%，铝0.8%，余量为铁和不可避免的微量元素。

作为对上述方案的进一步改进，所述孕育剂的重量百分比为：稀土族0.003%，铅0.02%，锑0.01%，硅58%，钙12%，镁4%，铝1.5%，余量为铁和不可避免的微量元素。

作为对上述方案的进一步改进，所述硅与铁的重量比大于2。

作为对上述方案的进一步改进，所述孕育剂将各原料粉碎后，用搅拌机按比例搅拌30分钟，烘干即得成品。

作为对上述方案的进一步改进，所述孕育剂粒度为0.8-18毫米。

一种含稀土的孕育剂在球墨铸铁冶炼中的应用，包括三次孕育处理得到球墨铸铁：

第一次孕育处理：在球化处理准备工作时，在球化包中70%的球化剂上覆盖质量相当于出炉铁水的0.17-0.24%，粒度为7-12毫米的孕育剂，在孕育剂上均匀覆盖剩余30%的球化剂，然后出炉铁水进入球化包，完成第一次孕育处理；

第二次孕育处理：当球化包中铁水达到球化包总容量的一半时，在铁水表面均匀喷洒质量相当于出炉铁水的0.35-0.5%，粒度为15-18毫米的孕育剂，完成第二次孕育；

第三次孕育处理：在浇铸时，随铁水加入质量相当于铁水质量0.12-0.14%，粒度为0.8-1.6毫米的孕育剂，完成第三次孕育。

本发明相比现有技术具有以下优点：加入镁后，与稀土元素相结合，使得合金晶体在反应中得到更为稳定的相体，遇湿气或水都不会分解，其稳定性也不会随着时间而变差，同时经过多次孕育，能改善铁水的流动性，增强其脱氧效果，同时对促进球墨的球化和铁素体化有显著效果，可以有效避免由于多渣及缩孔原因造成的铸造缺陷。

具体实施方式

实施例1：

含稀土的孕育剂的重量百分比为：稀土族0.001%，铅0.018%，锑0.008%，硅60%，钙8%，镁5%，铝1.2%，余量为铁和不可避免的微量元素。

实施例2：

含稀土的孕育剂的重量百分比为：稀土族0.003%，铅0.026%，锑0.012%，硅64%，钙6%，镁3%，铝0.8%，余量为铁和不可避免的微量元素。

实施例3：

含稀土的所述孕育剂的重量百分比为：稀土族0.003%，铅0.02%，锑0.01%，硅58%，钙12%，镁4%，铝1.5%，余量为铁和不可避免的微量元素。

在球墨铸铁的冶炼中，通过三次孕育处理球墨铸铁，从而增加球墨铸铁的机械性和稳定性，孕育剂的使用方法如下：

第一次孕育处理：在球化处理准备工作时，在球化包中70%的球化剂上覆盖质量相当于出炉铁水的0.17-0.24%，粒度为7-12毫米的孕育剂，在孕育剂上均匀覆盖剩余30%的球化剂，然后出炉铁水进入球化包，完成第一次孕育处理；

第二次孕育处理：当球化包中铁水达到球化包总容量的一半时，在铁水表面均匀喷洒质量相当于出炉铁水的0.35-0.5%，粒度为15-18毫米的孕育剂，完成第二次孕育；

第三次孕育处理：在浇铸时，随铁水加入质量相当于铁水质量0.12-0.14%，粒度为0.8-1.6毫米的孕育剂，完成第三次孕育。

采用实施例1-3中组份的孕育剂，用本发明中方法对球墨铸铁进行处理，增加对照组，使用市场常用普通孕育剂，主要成分为Si，结合Ca、Ce、S、O的配合作用完成孕育过程，试验中各组述孕育剂按本发明中使用方法，铁水过热温度为1500℃，第二次孕育处理温度为1450℃，随浇铸完成第三次孕育。

将得到的球墨铸铁进行性能测试，得出数据记录如下：

性能指标	抗拉力强度（MPa）	屈服强度（MPa）	延伸率（%）	疲劳强度（MPa）	抗拉强度
						实施例1	486	283	12	245	0.52
实施例2	479	292	13	251	0.54
						实施例3	491	286	11	248	0.55
对照组	416	225	9	197	0.43

表1

从表1中球墨铸铁的性能参数可以得出，其铁素体化效果明显，抗拉力强度和疲劳性能都表现优异，球墨铸铁的基体组织受孕育剂优化效果明显。

球墨铸铁100小时和1000小时后分别在不同高温下检测球墨铸铁高温的蠕变和持久强度，得出如下表格：

表2

从表2中数据得出，在常温下所得球墨铸铁抗拉强度较为优异，在不同温度中，随着时间的增加抗拉强度降低缓慢，说使用本发明中孕育剂制得的球墨铸铁在高温中持久强度保持较好，除了机械性，球墨铸铁的稳定性也得到了极大的提高，且效果较为明显。

Claims (8)

1.一种含稀土的孕育剂，其特征在于，所述孕育剂由以下重量百分比的成分组成：稀土族0.001-0.003%，铅0.015-0.030%，锑0.008-0.013%，硅58-64%，钙6-12%，镁3-5%，铝0.8-1.5%，余量为铁和不可避免的微量元素。

2.如权利要求1所述一种含稀土的孕育剂，其特征在于，所述孕育剂的重量百分比为：稀土族0.001%，铅0.018%，锑0.008%，硅60%，钙8%，镁5%，铝1.2%，余量为铁和不可避免的微量元素。

3.如权利要求1所述一种含稀土的孕育剂，其特征在于，所述孕育剂的重量百分比为：稀土族0.003%，铅0.026%，锑0.012%，硅64%，钙6%，镁3%，铝0.8%，余量为铁和不可避免的微量元素。

4.如权利要求1所述一种含稀土的孕育剂，其特征在于，所述孕育剂的重量百分比为：稀土族0.003%，铅0.02%，锑0.01%，硅58%，钙12%，镁4%，铝1.5%，余量为铁和不可避免的微量元素。

5.如权利要求1所述一种含稀土的孕育剂，其特征在于，所述硅与铁的重量比大于2。

6.如权利要求1所述一种含稀土的孕育剂，其特征在于，所述孕育剂将各原料粉碎后，用搅拌机按比例搅拌30分钟，烘干即得成品。

7.如权利要求1所述一种含稀土的孕育剂，其特征在于，所述孕育剂粒度为0.8-18毫米。

8.如权利要求1所述一种含稀土的孕育剂在球墨铸铁冶炼中的应用，其特征在于，包括三次孕育处理得到球墨铸铁：

第一次孕育处理：在球化处理准备工作时，在球化包中70%的球化剂上覆盖质量相当于出炉铁水的0.17-0.24%，粒度为7-12毫米的孕育剂，在孕育剂上均匀覆盖剩余30%的球化剂，然后出炉铁水进入球化包，完成第一次孕育处理；

第二次孕育处理：当球化包中铁水达到球化包总容量的一半时，在铁水表面均匀喷洒质量相当于出炉铁水的0.35-0.5%，粒度为15-18毫米的孕育剂，完成第二次孕育；

第三次孕育处理：在浇铸时，随铁水加入质量相当于铁水质量0.12-0.14%，粒度为0.8-1.6毫米的孕育剂，完成第三次孕育。