用于厚的铸铁部件的孕育合金制造技术

本发明专利技术涉及一种用于处理厚的硅铁基铸铁部件的孕育合金，所述孕育合金包含以重量计在0.005-3％之间的稀土元素，其特征在于，所述孕育合金还包含以重量计在0.2-2％之间的锑。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于处理铸铁的孕育合金。
技术介绍
铸铁是一种众所周知的铁碳合金，其广泛地用于制造机械部件。铸铁通过在模具 中铸造之前，在1320_1450°C之间的温度下，以液体状态混合合金成分并通过冷却获得的合 金来获得。 当冷却时，碳可以根据几个参数采取几种物理化学结构。 当碳与金属一起且形成碳化铁Fe3C (也称为渗碳体）时，获得的铸铁称为白铸铁。 白铸铁具有硬而脆的性质，这对于一些应用来说是不令人满意的。 如果碳以石墨的形式存在，获得的铸铁称为灰铸铁。灰铸铁较软且可以被加工。 为了获得具有良好机械性能的铸铁部件，因此有必要获得铸铁的结构，该铸铁结 构包含最大数量以石墨形式的碳，且尽可能限制这些使合金变硬且变脆的碳化铁的形成。 然而在没有任何特定的孕育处理中，碳容易与铁组合从而形成碳化铁。因此，有必 要在液态中处理铸铁从而改变碳的相关参数且获得期望的结构。 为此，液态铸铁经过孕育处理，该孕育处理的目的是向铸铁中引入石墨化成分或 石墨化载体，通常称为核心（germe)，其将铸铁在模具中冷却时促进石墨而非碳化铁的出 现。 通常，孕育剂的成分因此由在铸铁固化期间促进石墨的形成和碳化铁的分解的元 素构成。实施例可以包括碳、硅、钙、铝……当然，可以设计孕育剂从而满足其他功能且为此包含具有特殊作用的其它成分。 铸铁也可以经过之前或随后的额外的处理。 因此，根据所需性能，尤其期望形成的石墨是球状的、蠕虫状的或薄片状的。 或者石墨形状可以优选通过特定成分的方式通过对铸铁的特殊处理获得。 因此，例如通过称为球化处理的处理可以促进球状石墨的形成，球化处理主要目 的是为铸铁提供足量的镁，从而石墨能够生长，以形成圆形颗粒（球状体或矿瘤）。 这些球化剂成分通常在特定处理期间在铸铁的孕育剂处理之前以特定合金（球 化剂合金）的形式加入。 因此，球化剂合金能够从根本上影响石墨球体的形状，其中孕育剂产品的目的是 增加这些球体的数量和使石墨结构均匀化。 还可以提及添加脱硫产品或能够根据液态铸铁浴的初始组成特定处理铸铁的一 些缺陷的产品，这些缺陷例如是可能在冷却期间出现的微小缩孔或穿孔。 这些处理可以在制造铸铁期间在不同的时刻实施一次或多次。 大部分孕育剂通常由硅铁合金例如FeSi45, ?以165或FeSi 75制造，同时根据目标的 孕育剂组合物调整化学成分。所述孕育剂也可由几种合金的混合物组成。 应该注意的是，铸铁部件的孕育效率也取决于其厚度（或取决于固化速率）。 在厚度小的区域中，冷却更快，将要注意更大的形成碳化物的风险。 相反地，在厚度较大的区域中，冷却将变慢（2-4小时）且将促进石墨的形成。 因此，具有不同厚度区域的部件从一个区域至另一个区域会具有不同的物理化学 结构，这是不期望的。 此外，在厚度较大的区域控制晶核化依然困难，且会导致获得不一致的结构。 对于具有较大厚度的部件，当不控制孕育方法时，退化的石墨和/或《粗短的》石 墨的形成可能降低铸铁的机械性能。为了解决这些缺陷，冶金厂通常在液态金属中添加纯 锑。 在液态金属中添加纯锑，因为引入的比率非常低（每吨液态铸铁中10_30g数量 级），产生了精确度问题。纯锑的添加效率在50-80%之间，且有效引入量因此难以控制。 如果量不够，在结构中可以形成退化的石墨。 相反地，如果引入量大于目标，锑将易于显著增加珍珠岩的比例，珍珠岩的相在铁 素体的结构中是不期望的。 在添加纯锑的情况下，冶金厂应该进一步添加稀土元素（简称RE)从而获得石墨 形状的最大改善。类似地，如果稀土元素的量不足，该部件将具有《尖状》类型石墨缺陷。相 反地，如果稀土元素量过高，石墨缺陷将会为《短粗》型，该类型基本出现在使用的原材料相 对纯时。 这些《尖状》或《短粗》型石墨缺陷恶化铸铁的机械性能，尤其是形成的部件的拉 伸强度和抗冲击性。 此外，在液态铸铁中引入纯锑导致其汽化，且因此导致强烈的放气。已经测量过， 随着纯锑的添加，在工作环境中锑的释放的临界值高于0. 5mg/m3,这是释放极限值（该极限 值ELV按规定设定）。因此，操作者必须戴着用于防护N95型微粒或更高微粒的口罩工作。 已经考虑将具有较小厚度的部件的处理用于开发特定的孕育剂。文献 FR2511044A1，FR2855186A1和EP0816522A1描述了这样的孕育剂用于薄的部件。 根据这些文献，用于薄的部件的那些孕育剂尤其包括硅铁基孕育合金，且包括以 重量计在0. 005-0. 3%之间的稀土元素，尤其是镧，以及以重量计在0. 005-0. 3%之间的 铋、铅或锑，具有的稀土元素八铋+铅+锑）的比在0. 9-2. 2之间；铋是特别优选的，这些 文献的说明书中保护且仅保护铋。 应该注意的是这些文献仅以通用的方式公开了锑的用途，且它们没有包含具体的 实施例，也不包含关于此元素的特殊值。 在其他提及了锑的用途的文献中，可以列举下述文献。 文献W02006/068487A1描述了一种孕育剂，其包括相改性成分（孕育剂的功能） 以及用于改性石墨结构的试剂，该试剂可以由锑构成。应该注意的是，该结构改性试剂用于 与孕育剂化合物（硅铁）的混合物中，且不是以联合的形式。此外，锑明显的被当作是珍珠 岩体促进剂，如上文提及的，该相通常是不期望的。锑的使用量在3-15%之间，该使用量相 当于可能在形成的珍珠岩体部分的起源处明显的量。 文献JP2200718A描述了一种孕育剂，其由硅铁、锑、硅化钙和稀土元素的混合物 构成。锑不以联合的形式使用。 文献JP57067146A描述了硅铁基合金，其包括锑以重量计在5-50%之间和高达 10%的稀土元素。除了高比例的锑，该合金用作珍珠岩体抑制剂，且不用作孕育剂。 还有一些文章和文献涉及锑的球化剂功能（石墨形式），其不是主要目的且没有 解决孕育问题（矿瘤的数量和质量）。此外，其通常包括锑以混合的且非联合的形式的用 途。 因此，需要一种能够改善厚的部当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于处理厚的硅铁基铸铁部件的孕育合金，所述孕育合金包含以重量计在0.005‑3％之间的稀土元素，其特征在于，所述孕育合金还包含以重量计在0.2‑2％之间的锑。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥雷利·费伊，穆拉德·杜米，托马斯·马尔加里亚，丹尼尔·贝吕埃，
申请(专利权)人：菲赫贝姆简化股份公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR