一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺，步骤1：先按照所需制得的孕育剂各个组分含量的比例进行计算，进行配料，然后装入加料桶中；步骤2：然后将加料桶中的配料加入加热炉中，在45‑60分钟加热至1300‑1380℃，然后静置保温8‑10分钟，然后进行人工搅拌，确定无生料后进入下道工序；步骤3：将融化好的高温液体浇入浇铸模具中，高温液体在第一成型槽中由中间向四周漫延，直至淹没到第二成型槽中，并且装满为止；步骤4：待孕育剂冷却至室温后，用行车将孕育剂吊至堆放场地，然后进行脱模即可。

【技术实现步骤摘要】
一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺
本专利技术涉及含铋孕育剂，具体的说是一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺。
技术介绍
铁素体球墨铸铁是基体为铁素体的球墨铸铁，具有一定强度、良好的冲击韧性和塑性，可由铸态或经退火获得。铁素体球墨铸铁的经典牌号有QT400-18、QT400-15及QT450-10。其性能特点为塑性和韧性较高，强度较低。这种铸铁用于制造受力较大而又承受震动和冲击的零件，汽车底盘以及农机部件如后桥外壳等。目前在国外一些工厂用离心铸造方法大量生产生产的球墨铸铁管亦是铁素体的，用于输送自来水及煤气，这种铸铁管能经受比灰铸铁管高得多的管道压力，并能承受地基下沉以及轻微的地震造成的管道变形，而且具有比钢管高得多的耐腐蚀性能，因而具有高强度的可靠性及经济性；多数企业是将铸态球墨铸铁经过退火处理而获得铁素体球墨铸铁。这种生产工艺需采用硅、锰、磷含量稳定和杂质甚少的原生铁；退火设备复杂，生产周期较长，因而成本较高。向球墨铸铁中添加孕育剂，由铸态直接获得铁素体球墨铸铁是节省能源、降低成本的一种很好的方法。在铸铁中加入含铋硅铁孕育剂有如下效果：1、孕育后球墨铸铁的石墨球数可多达800个/mm2以上，石墨球径变小、圆整，有明显的补助球化作用。2、孕育后球墨铸铁的铁素体量增多，可以达到85%以上，延伸率大于15%，磷共晶量小于0.5%。力学性能已达到或超过国家标准。3、不用进行高温铁素体化退火，就能获得高质量的铁素体球墨铸铁。采用向铸铁中添加含铋孕育剂的工艺方法，在铸态下直接获得高韧性的铁素体球墨铸铁。使用方便，节省能源，缩短了生产周期，经济效益显著。但金属铋的熔点271.3℃，75硅铁（含硅72％～80％）的熔点1290～1340℃，二者的熔化温度相差达1000多度。应用中频感应电炉熔配含铋孕育剂过程中，金属铋烧损很大。不仅浪费了铋这种贵重和稀缺的金属，而且还污染环境，增加成本，铋的收得率低，降低铸铁的性能。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺，能实现稳定生产，能够大幅度提高铋金属收得率，降低能耗，保护环境，应用中频感应电炉，通过控制金属铋的加入时机、加入方式和熔化温度，可制得含铋量范围为0.1~30%的含铋孕育剂，生产周期短，效率高。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是通过以下方式实现的：一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺，制备工艺按以下步骤进行：步骤1：先按照所需制得的孕育剂各个组分含量的比例进行计算，进行配料，然后装入加料桶中，其中将金属铋单独配料，先将金属铋破碎成粒度在0-5mm的颗粒状，然后将粉碎后的金属铋装入浇铸模具中,在所述浇铸模具内腔位于中间位置设有第一成型槽，在所述第一成型槽的四周设有第二成型槽，所述第二成型槽与第一成型槽呈阶梯状连接，所述第二成型槽高于第一成型槽，然后将金属铋均匀的铺洒在第二成型槽上；步骤2：然后将加料桶中的配料加入加热炉中，在45-60分钟加热至1300-1380℃，然后静置保温8-10分钟，然后进行人工搅拌，确定无生料后进入下道工序；步骤3：将融化好的高温液体浇入浇铸模具中，高温液体在第一成型槽中由中间向四周漫延，直至淹没到第二成型槽中，并且装满为止；步骤4：待孕育剂冷却至室温后，用行车将孕育剂吊至堆放场地，然后进行脱模即可。这样，通过本专利技术的技术方案，能实现稳定生产，能够大幅度提高铋金属收得率，降低能耗，保护环境，本技术方案中采用特殊的浇铸模具，该浇铸模具具阶梯状的成型槽，浇铸模具内腔做成有高低差的阶梯结构，采取将金属铋放置在浇铸模具中位置较高的第二成型槽上，防止高温液体过早接触金属铋，浇铸时熔融的孕育剂从浇铸模具的中间处开始浇入，让高温液体缓慢的漫溢到装有金属铋的阶梯层中，以减少金属铋的过早烧损，通过控制金属铋的加入方式和熔化温度，可制得含铋量范围为0.1～30%的含铋孕育剂，生产周期短，节约资源和成本，效率高；金属铋烧损率大为降低，提高了铋的收得率，达到95%以上，比原熔炼方法提高约50%，每熔炼一吨含铋孕育剂可少加入金属铋约16公斤，按目前市场价格67000元/吨，每熔炼1吨含金属铋3%的孕育剂节省资金1072元，扩大了二元合金组元含量比例的范围；用该方案生产的含铋孕育剂，孕育后球墨铸铁的石墨球数可多达800个/mm2以上，石墨球径变小、圆整，有明显的补助球化作用；孕育后球墨铸铁的铁素体量增多，可以达到85%以上，延伸率大于15%，磷共晶量小于0.5%。力学性能已达到或超过国家标准；不用进行高温铁素体化退火，就能获得高质量的铁素体球墨铸铁。减少了退火工艺，从而减少了退火设备，缩短生产周期，成本下降，提高的生产率。本专利技术进一步限定的技术方案是：前述的一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺，该含铋孕育剂的组分按质量百分比为：Bi：2-10%，Si：70-75%，余量为Fe。前述的一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺，该含铋孕育剂的组分按质量百分比为：Bi：28-30%，Si：65-68%，余量为Fe。前述的一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺，该含铋孕育剂的组分按质量百分比为：Bi：0.8-1.3%，Si：70-75%，Ca：1-2%，Ba：0.1-0.6%，RE：0.3-0.8%，Al≤1.5%，余量为Fe。前述的一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺，所述第二成型槽与第一成型槽呈阶梯状连接，且连接段为斜面，斜面与水平面的夹角60°-80°，所述第二成型槽与第一成型槽的高度比为1～2:3～5，将连接段设置为斜面，有利于脱模，提高工作效率，并且控制第二成型槽与第一成型槽的高度比，从而控制高温液体与金属铋的接触时间和成型时间，有利于生产的稳定性和连续性，提高生产质量的稳定性。本专利技术的有益效果是：通过本专利技术的技术方案，能实现稳定生产，能够大幅度提高铋金属收得率，降低能耗，保护环境，本技术方案中采用特殊的浇铸模具，该浇铸模具具阶梯状的成型槽，浇铸模具内腔做成有高低差的阶梯结构，采取将金属铋放置在浇铸模具中位置较高的第二成型槽上，防止高温液体过早接触金属铋，浇铸时熔融的孕育剂从浇铸模具的中间处开始浇入，让高温液体缓慢的漫溢到装有金属铋的阶梯层中，以减少金属铋的过早烧损，通过控制金属铋的加入方式和熔化温度，可制得含铋量范围为0.1～30%的含铋孕育剂，生产周期短，节约资源和成本，效率高；金属铋烧损率大为降低，提高了铋的收得率，达到95%以上，比原熔炼方法提高约50%，每熔炼一吨含铋孕育剂可少加入金属铋约16公斤，按目前市场价格67000元/吨，每熔炼1吨含金属铋3%的孕育剂节省资金1072元，扩大了二元合金组元含量比例的范围；用该方案生产的含铋孕育剂，孕育后球墨铸铁的石墨球数可多达800个/mm2以上，石墨球径变小、圆整，有明显的补助球化作用；孕育后球墨铸铁的铁素体量增多，可以达到85%以上，延伸率大于15%，磷共晶量小于0.5%。力学性能已达到或超过国家标准；不用进行高温铁素体化退火，就能获得高质量的铁素体球墨铸铁。减少了退火工艺，从而减少了退火设备，缩短生产周期，成本下降，提高的生产率。附图说明图1和图2为本专利技术中浇铸模具的结构示意图；其中：1-浇铸模具，2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺，其特征在于：制备工艺按以下步骤进行：步骤1：先按照所需制得的孕育剂各个组分含量的比例进行计算，进行配料，然后装入加料桶中，其中将金属铋单独配料，先将金属铋破碎成粒度在0‑5mm的颗粒状，然后将粉碎后的金属铋装入浇铸模具中,在所述浇铸模具内腔位于中间位置设有第一成型槽，在所述第一成型槽的四周设有第二成型槽，所述第二成型槽与第一成型槽呈阶梯状连接，所述第二成型槽高于第一成型槽，然后将金属铋均匀的铺洒在第二成型槽上；步骤2：然后将加料桶中的配料加入加热炉中，在45‑60分钟加热至1300‑1380℃，然后静置保温8‑10分钟，然后进行人工搅拌，确定无生料后进入下道工序；步骤3：将融化好的高温液体浇入浇铸模具中，高温液体在第一成型槽中由中间向四周漫延，直至淹没到第二成型槽中，并且装满为止；步骤4：待孕育剂冷却至室温后，用行车将孕育剂吊至堆放场地，然后进行脱模即可。

【技术特征摘要】
1.一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺，其特征在于：制备工艺按以下步骤进行：步骤1：先按照所需制得的孕育剂各个组分含量的比例进行计算，进行配料，然后装入加料桶中，其中将金属铋单独配料，先将金属铋破碎成粒度在0-5mm的颗粒状，然后将粉碎后的金属铋装入浇铸模具中,在所述浇铸模具内腔位于中间位置设有第一成型槽，在所述第一成型槽的四周设有第二成型槽，所述第二成型槽与第一成型槽呈阶梯状连接，所述第二成型槽高于第一成型槽，然后将金属铋均匀的铺洒在第二成型槽上；步骤2：然后将加料桶中的配料加入加热炉中，在45-60分钟加热至1300-1380℃，然后静置保温8-10分钟，然后进行人工搅拌，确定无生料后进入下道工序；步骤3：将融化好的高温液体浇入浇铸模具中，高温液体在第一成型槽中由中间向四周漫延，直至淹没到第二成型槽中，并且装满为止；步骤4：待孕育剂冷却至室温后，用行车将孕育剂吊至堆放场地，然后进行脱...

【专利技术属性】
技术研发人员：任启才，田毅菲，段清忠，刘英，陈刘剑，赵道辉，
申请(专利权)人：南京浦江合金材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32