用于铸铁后期孕育的孕育剂丸粒制造技术

一种通过粉状孕育剂的结块获得的并可以用于铸铁后期孕育的丸粒，其中组成该丸粒的该粉状孕育剂中５０－２５０μｍ的颗粒部分的质量比为３５至６０％，且小于５０μｍ的颗粒部分的质量比小于２５％。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及液态铸铁的后期处理，即所谓的“型内”处理，计划使用该铸铁来制造希望不含碳化铁的结构的零件。该处理主要涉及孕育处理。“型内”处理在于将铸铁处理产品置于液态铸铁铸造体系内。现有技术铸铁是熟知的铁-碳-硅合金且广泛用于机械零件的制造。众所周知，为了使这些零件获得良好的机械性能，有必要在最后获得铁+石墨的结构且尽可能地防止使合金变脆的Fe3C型碳化铁的形成。因此如果需要被称为“SG铁”的球状石墨铸铁，优选形成的石墨为球状而不是层状，然而如果需要被称为“LG铁”的层状石墨铸铁，需要满足的基本先决条件是防止碳化铁的形成。对此，在铸造之前对液态铸铁进行孕育处理，这将在其冷却时有利于石墨的出现，而不是碳化铁。因此孕育处理非常重要。实际上，众所周知无论使用何种孕育剂，对于液态铸铁该孕育具有一定的效率，该效率随时间减小并且通常在几分钟后会减小50％。为了获得最大的效率，本领域的技术人员通常实行逐步孕育，通过在铸铁制备的不同阶段进行几次孕育剂的添加达到这个目的；最后的添加是在注入铸模时在“型内”进行或甚至是通过在液态铸铁的通道上放置由孕育材料组成的嵌入物在该铸模的进料导管中进行。这些嵌入物通常联合过滤器一起使用；在这种情形中，这些嵌入物通常具有完美的规定形状以便能够安置在过滤器中，最常见的是在适合的孔穴中；这些规定形状的嵌入物已知为丸粒状。我们将通过“孕育过滤器”的名字来表示由小块(slug)和过滤器组成的装置。由两种类型的丸粒-通过对熔融孕育剂进行模制处理获得的“模制”丸粒。-由通常具有极少量粘结剂或甚至不含粘结剂的压制粉末获得的结块丸粒。本领域中的技术人员认为模制颗粒具有最好的品质；然而，通常因为成本的原因优选使用结块丸粒。专利技术目的本专利技术的目的是通过粉状孕育剂的结块获得的，可以用于铸铁后期孕育的丸粒，其特征在于组成该丸粒的粉状孕育剂中50-250μm的颗粒部分的质量比为35至60％，且优选为40至50％，而且小于50微米的颗粒部分的质量比小于25％，且优选20％。该粉末的颗粒尺寸优选小于1mm。专利技术描述在铸铁制备的不同阶段实施孕育的本领域的技术人员在工艺中使用的产品，该产品越细加入该孕育剂的时间越晚；其逻辑为上游制品具有所有必需的时间来溶解而当它们到达铸模入口时，它们在凝固之前只有几秒钟时间。这样，通常在预孕育中使用2/10mm的粒度范围，在铁水包(ladle)处理阶段为0.2/2mm，而当浇注铁水包时对于横浇道孕育为0.2/0.7mm。这种应用实际上注意到了试验车间中预想不到的现象。对于相同剂量的孕育剂，在液态铸铁中形成的石墨核的数目随加入该孕育装置中的孕育颗粒的数目而增加。因此如果在相同的条件下用具有不同颗粒尺寸分布的相同孕育剂对两个铸铁的铁水包进行处理，用较细(finest)产品处理的铸铁将比用较粗制品处理的铸铁包含更多的石墨核；这些核在尺寸上也将更小。在使用结块小块处理的“型内”处理过程中观察到了相同的现象；使用由较细粉末获得的小块处理的铸铁将比使用由较粗粉末获得的丸粒处理的铸铁包含更多的石墨核；这些核在尺寸上也将更小。这种相当出乎意料的观察结果可能具有有利的应用，因为它可以使控制铸铁零件中的石墨核的密度并从而控制产品的结构成为可能。这样为了以这种方式获得具有最大孕育效率的丸粒，申请人已经制备了0/1mm范围的粉末，该粉末具有以下列方式定义的特殊的内部颗粒尺寸分布1mm通过100％。50μ至250μ之间的部分30％至60％，且优选40至50％。小于50μ的部分小于25％且优选小于20％。这种类型的粉末易于结块，这使得利用较低比例的粘结剂的操作成为可能。因此对于众所周知的粘结剂硅酸钠，根据所使用的可以从50变化至500Mpa的压力，每100g粉末0.3cm3至3cm3的硅酸钠用量是足够的；因为该丸粒的机械性能可以容易地获得，可以利用压力和粘结剂百分比的参数来控制丸粒的分散速度而不影响其机械性能。然而经验显示不能通过自然破碎来获得上面定义的颗粒尺寸分布。具有这种颗粒尺寸分布的粉末的制备需要一定剂量分别进行制备的尺寸分数。可以通过混合不同基本产物的粉末，或以合金粉末的形式，或者通过混合不同合金的粉末来获得该孕育组合物。实施例下列实施例1至5涉及SG铸铁；实施例6涉及LG铸铁的情形。实施例1获得了一批现有技术的市售结块孕育剂丸粒A并对其进行了分析；该分析结果表明Si＝72.1％，Al＝2.57％，Ca＝0.52％。然后在感应炉中由FeSi75合成一批与前述批次的分析结果尽可能接近的熔融孕育剂，并通过添加钙的硅化物，铝然后是铁调节其强度；然后将这批孕育剂铸成25克模制丸粒。对这批丸粒B进行取样和分析，其结果表明Si＝72.4％，Al＝2.83％，Ca＝0.42％。实施例2在感应炉中熔化铸铁炉料然后通过Tundish Cover工艺使用具有5％Mg，2％Ca，和2％TR的FeSiMg型合金并以每1600kg铸铁20kg合金的剂量对炉料进行处理。对这种液态铸铁的分析结果表明C＝3.7％，Si＝2.5％，Mn＝0.09％,P＝0.03％，S＝0.003％，Mg＝0.042％。其共晶温度为1141℃。使用这种铸铁来铸造具有约1kg单位质量的零件，置于具有20个零件模具的组件中，通过其中放置由过滤器支撑的模制丸粒的流入导管来浇注，该过滤器由平均孔直径为5mm的耐火泡沫材料组成。所用的模制丸粒来自批次B。通过金相显微法在该零件的横截面上观察到的石墨球的数目为184/mm2。实施例3以相同的方式重复实施例2，唯一不同的是用根据现有技术的结块丸粒代替来自批次B的模制丸粒，该结块丸粒是通过将粉末压制至0/2mm，该粉末是通过对由与前述实施例使用的相同的批次B得到的模制丸粒进行自然破碎得到的。这种粉末的颗粒尺寸分布为2mm通过100％0.4mm通过42％，0.2mm通过20％，50μ通过10％，即与Foseco专利EP 0,234,825中推荐的分布相当接近的颗粒尺寸分布。通过金相显微法在该零件横截面上观察到的石墨球的数目为168/mm2。实施例4以相同的方式重复实施例3，唯一的不同是该模制丸粒来自批次A。通过金相显微法在该零件横截面上观察到的石墨球的数目为170/mm2。实施例5以下列条件重复实施例3将来自批次B的25kg模制丸粒破碎至0/1mm。通过过筛分离为0.63/1mm；0.40/0.63mm；0.25/0.40mm；0.050/0.25mm和0/0.050mm几个部分。获得了3.5kg的0.63/1mm；3.9kg的0.40/0.63mm；4.2kg的0.25/0.40mm；7.1kg的0.050/0.25mm和6.1kg的0/0.050mm。通过混合以下部分制备得到合成粉末2kg的0.63/1mm，2kg的0.40/0.63mm，2kg的0.25/0.40mm，7kg的0.050/0.25mm，和2kg的0/0.050mm。向15kg这些粉末中加入150cm3硅酸钠和150cm310N的氢氧化钠。使用获得的混合物制成直径24mm，高度22mm的圆柱形结块丸粒。作用在丸粒上使其成形的压力为285Mpa并持续1秒钟。将成形的丸粒在仔细通风的场所内在25℃下存贮8小时，然后在110℃下烘干4小时。所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种通过粉状孕育剂的结块获得的，可以用于铸铁后期孕育的丸粒，其特征在于组成该丸粒的该粉状孕育剂中５０－２５０μｍ的颗粒部分的质量比为３５至６０％，且小于５０μｍ的颗粒部分的质量比小于２５％。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：T马格里亚，
申请(专利权)人：皮奇尼电冶公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]