一種球墨鑄鐵的孕育方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種球墨鑄鐵的孕育方法，涉及一種球墨鑄鐵合金制備方法，屬于球墨鑄鐵生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】。該方法包括鐵水包內(nèi)孕育、倒包孕育、隨流孕育。其有益效果在于：本發(fā)明在原有的球化包內(nèi)孕育和隨流孕育這兩個步驟之間增加倒包孕育工藝，實現(xiàn)瞬時多次孕育特種工藝，達(dá)到鐵水的長效孕育，能夠有效降低球化鐵水中殘鎂含量，減少鑄態(tài)組織中的滲碳體數(shù)量，材質(zhì)機(jī)械性能達(dá)到抗拉強(qiáng)度453MPa、屈服強(qiáng)度287MPa、延伸21～25%、石墨球數(shù)量達(dá)到150個/mm2。
【專利說明】一種球墨鑄鐵的孕育方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種球墨鑄鐵合金制備方法，屬于球墨鑄鐵生產(chǎn)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種球墨鑄鐵的孕育方法。
【背景技術(shù)】
[0002]球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，其有效地提高了鑄鐵的機(jī)械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強(qiáng)度。球墨鑄鐵是20世紀(jì)五十年代發(fā)展起來的一種高強(qiáng)度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，正是基于其優(yōu)異的性能，已成功地用于鑄造一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求較高的零件。球化即指鑄鐵中的石墨在加入的球化劑的影響下成為石墨結(jié)晶的過程。常規(guī)的球墨鑄鐵鑄造過程中，通常僅加入一種球化劑以對其進(jìn)行球化，但是一種球化劑由于質(zhì)量和成分的限制總是存在諸多缺陷。
[0003]孕育處理的作用主要是消除球化元素造成的白口傾向，促進(jìn)石墨析出，提高球化率，細(xì)化石墨球，使之分布均勻。目前國內(nèi)企業(yè)采用孕育劑和孕育方法不盡相同，但都強(qiáng)調(diào)要采用多次孕育、瞬時孕育工藝，以強(qiáng)化孕育效果，保證鐵水在較長時間直至澆注完畢均處在良好的孕育狀態(tài)，有效地消除滲碳體組織。對于鑄態(tài)球鐵，孕育劑大多采用硅鐵合金，除了包底放孕育劑或出鐵隨流一次孕育外，還采取浮硅孕育、澆注隨流孕育、澆口杯硅塊型上孕育、型內(nèi)孕育等方法。
[0004]在目前國內(nèi)鑄造領(lǐng)域內(nèi)，球墨鑄鐵件的驗收標(biāo)準(zhǔn)除表面質(zhì)量外，均是按其材質(zhì)牌號的要求，以機(jī)械性能界定其是否合格為驗收標(biāo)準(zhǔn)。機(jī)械性能檢測合格則產(chǎn)品判定為合格，化學(xué)成份僅為參考，部分產(chǎn)品對球化級別有一定要求，而對其基體組織構(gòu)成有決定性作用的鑄件基體石墨球數(shù)量國內(nèi)至今尚無一個技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有明確要求。
[0005]采用常規(guī)工藝技術(shù)生產(chǎn)的球墨鑄鐵件，經(jīng)檢測機(jī)械性能能達(dá)到產(chǎn)品要求，但石墨球數(shù)量僅能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的50`~70%左右，以致不能滿足特殊鑄件的制備要求，例如:大型鑄件由于尺寸太大，受熱處理爐容量限制，只能是鑄態(tài)生產(chǎn)，并且壁厚一般IOOmm以上，為大斷面球鐵，大斷面球墨鑄鐵由于冷卻速度緩慢，凝固時間長，使得鑄件尤其是鑄件中心部位易出現(xiàn)石墨畸變、球數(shù)減少、石墨球增大、晶粒變粗、球化率降低、成份偏析、晶間碳化物增多及石墨漂浮，造成球化衰退現(xiàn)象，引起鑄件力學(xué)性能大大降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出一種球墨鑄鐵的孕育方法，解決球化率及增加單位面積石墨球數(shù)量，增強(qiáng)球墨鑄鐵基體，全面提高鑄件綜合性能專利技術(shù)。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所述一種球墨鑄鐵的孕育方法，包括以下步驟:
[0008](I)鐵水包內(nèi)孕育，出爐時鐵水包內(nèi)第一次孕育出爐，出爐時以鑄件澆注總重量的
0.05~0.65%加入高效復(fù)合孕育劑，在鐵水包內(nèi)進(jìn)行第一次孕育；
[0009](2)倒包孕育，經(jīng)過步驟(1)的鐵水靜置除渣后，降溫到澆注溫度為1380~1390°C，澆注時采用鑄件澆注總重量的0.05~0.65%加入高效復(fù)合孕育劑進(jìn)行二次孕育；[0010](3)隨流孕育，經(jīng)過步驟(2)的鐵水在澆注時采用鑄件澆注總重量的0.05~0.65%加入特種孕育劑常規(guī)瞬時隨流孕育。
[0011]所述高效復(fù)合孕育劑為BaCaSi型號為J_3，其主要由以下重量配比的原料制成:Si68.0 ~72.0%、Cal.0 ~2.0%、AlO ~1.6%、Bal.0 ~3.0%。
[0012]所述特種孕育劑為SiZrSr型號為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%、Cal.0 ~2.0%。
[0013]所述步驟(1)中鐵水包內(nèi)孕育的加熱設(shè)備為中頻爐,熔煉溫度為1550°C。
[0014]所述鐵水包內(nèi)孕育出爐時以鑄件澆注總重量的0.45~0.65%加入高效復(fù)合孕育劑。
[0015]所述倒包孕育澆注時采用鑄件澆注總重量的0.25~0.35%加入高效復(fù)合孕育劑。
[0016]所述隨流孕育澆注時采用鑄件澆注總重量的0.05~0.15%加入特種孕育劑。
[0017]所述高效復(fù)合孕育劑及特種孕育劑市場能夠購得，本發(fā)明原料選自西安遠(yuǎn)大鑄造材料技術(shù)有限公司產(chǎn)品，選用產(chǎn)品為:高效復(fù)合孕育劑為BaCaSi型號為J-3 ;特種孕育劑為SiZrSr 型號為 P-1T。
[0018]本發(fā)明所述一種球墨鑄鐵的孕育方法，其有益效果在于:本發(fā)明在原有的球化包內(nèi)孕育和隨流孕育這兩個步驟之間增加倒包孕育工藝，實現(xiàn)瞬時多次孕育特種工藝，達(dá)到鐵水的長效孕育，能夠有效降低球化鐵水中殘鎂含量，減少鑄態(tài)組織中的`滲碳體數(shù)量，材質(zhì)機(jī)械性能達(dá)到抗拉強(qiáng)度453MPa、屈服強(qiáng)度287MPa、延伸21~25%、石墨球數(shù)量達(dá)到150個/mm ο
【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例對本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]實施例1
[0021]一、鐵水包內(nèi)孕育，出爐時鐵水包內(nèi)第一次孕育中頻爐熔煉1550°C出爐，出爐時以鑄件澆注總重量的0.45%加入型號為J-3的BaCaSi高效復(fù)合孕育劑，在鐵水包內(nèi)進(jìn)行第一次孕育；
[0022]二、倒包孕育，經(jīng)過步驟(1)的鐵水靜置除渣后，降溫到澆注溫度為1385°C，澆注時采用鑄件澆注總重量的0.25%加入型號為J-3的BaCaSi高效復(fù)合孕育劑進(jìn)行二次孕育；
[0023]三、隨流孕育，澆注時采用鑄件澆注總重量的0.05%加入型號為P-1T的SiZrSr特種孕育劑常規(guī)瞬時隨流孕育。
[0024]實施例2
[0025]一、鐵水包內(nèi)孕育，出爐時鐵水包內(nèi)第一次孕育中頻爐熔煉1550°C出爐，出爐時以鑄件澆注總重量的0.65%加入型號為J-3的BaCaSi高效復(fù)合孕育劑，在鐵水包內(nèi)進(jìn)行第一次孕育；
[0026]二、倒包孕育，經(jīng)過步驟(1)的鐵水靜置除渣后，降溫到澆注溫度為1390°C，澆注時采用鑄件澆注總重量的0.35%加入型號為J-3的BaCaSi高效復(fù)合孕育劑進(jìn)行二次孕育；[0027]三、隨流孕育，澆注時采用鑄件澆注總重量的0.1%加入型號為P-1T的SiZrSr特種孕育劑常規(guī)瞬時隨流孕育。
[0028]實施例3
[0029]一、鐵水包內(nèi)孕育，出爐時鐵水包內(nèi)第一次孕育中頻爐熔煉1550°C出爐，出爐時以鑄件澆注總重量的0.55%加入型號為J-3的BaCaSi高效復(fù)合孕育劑，在鐵水包內(nèi)進(jìn)行第一次孕育；
[0030]二、倒包孕育，經(jīng)過步驟(1)的鐵水靜置除渣后，降溫到澆注溫度為1380°C，澆注時采用鑄件澆注總重量的0.3%加入型號為J-3的BaCaSi高效復(fù)合孕育劑進(jìn)行二次孕育；
[0031]三、隨流孕育，澆注時采用鑄件澆注總重量的0.15%加入型號為P-1T的SiZrSr特種孕育劑常規(guī)瞬時隨流孕育。
[0032]經(jīng)上海材料研究所檢測如下:
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種球墨鑄鐵的孕育方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)鐵水包內(nèi)孕育，出爐時鐵水包內(nèi)第一次孕育出爐，出爐時以鑄件澆注總重量的0.05~0.65%加入高效復(fù)合孕育劑，在鐵水包內(nèi)進(jìn)行第一次孕育； (2)倒包孕育，經(jīng)過步驟(1)的鐵水靜置除渣后，降溫到澆注溫度為1380~1390°C，澆注時采用鑄件澆注總重量的0.05~0.65%加入高效復(fù)合孕育劑進(jìn)行二次孕育； (3)隨流孕育，經(jīng)過步驟(2)的鐵水在澆注時采用鑄件澆注總重量的0.05~0.65%加入特種孕育劑常規(guī)瞬時隨流孕育。
2.如權(quán)利要求1所述一種球墨鑄鐵的孕育方法，其特征在于:所述高效復(fù)合孕育劑為BaCaSi，其主要由以下重量配比的原料制成:Si68.0~72.0%、Cal.0~2.0%、A10~1.6%、Bal.0 ~3.0%。
3.如權(quán)利要求1所述一種球墨鑄鐵的孕育方法，其特征在于:所述特種孕育劑為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%、Cal.0 ~2.0%。
4.如權(quán)利要求1所述一種球墨鑄鐵的孕育方法，其特征在于:所述步驟(1)中鐵水包內(nèi)孕育的加熱設(shè)備為中頻爐，熔煉溫度為1550°C。
5.如權(quán)利要求1所述一種球墨鑄鐵的孕育方法，其特征在于:所述鐵水包內(nèi)孕育出爐時以鑄件澆注總重量的0.45~0.65%加入高效復(fù)合孕育劑。
6.如權(quán)利要求1所述一種球墨鑄鐵的孕育方法，其特征在于:所述倒包孕育澆注時采用鑄件澆注總重量的0.25~0.35%加入高效復(fù)合孕育劑。
7.如權(quán)利要求1所述一種球墨鑄鐵的孕育方法，其特征在于:所述隨流孕育澆注時采用鑄件澆注總重量的0.05~0.15%加入特種孕育劑。
【文檔編號】C22C33/08GK103805731SQ201310662701
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月9日
【發(fā)明者】古正炳, 楊明川 申請人:重慶市極鼎金屬鑄造有限責(zé)任公司