铸态球墨铸铁复合添加剂制造技术

铸态高韧性球铁用粒状复合添加剂，包括置于铁水包底凹坑下部的含Ｍｇ等成分和溶剂的复合球化剂和置于其上的含Ｃａ、Ｎａ的复合孕育剂组成，水一次冲入，对原铁水成分和温度要求不严，球化反应平稳，抗球化、孕育衰退效果好，操作简便，从根本上杜绝因球化和孕育失效而造成的质量事故，铸件在５ｍｍ以上无游离渗碳体，铁素体８０％以上，球化等级一级。提高了球铁用添加剂的质量和高韧性球铁件质量，大幅度降低二者的生产成本。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
铸态球墨铸铁复合添加剂属于生产铸态高韧性球墨铸铁和其它薄壁球墨铸铁用的球化剂及孕育剂。目前国内生产的高韧性(延伸率＞10%)球墨铸铁所用的工艺方法主要有三种一是采用块状稀土镁球化剂(Mg、Re、Si、余为Fe)加二次或三次孕育(孕育剂为75%SiFe)对原铁水进行球化处理和孕育处理，然后将浇得的铸件进行一阶段或二阶段退火处理。该法的缺点是(1)所使用的球化剂含Mg、Re较高，球化反应较剧烈，铸铁白口倾向大，铸态下难于避免游离渗碳体，也难于获得80%以上的铁素体基体;(2)球化和孕育处理一般在冲入铁水的前期和后期分开进行，球化剂和孕育剂吸收范围小，吸收率低;(3)块状球化剂全部经熔炉熔配，加上需要较多的Mg和Re，使球化剂的成本增加;(4)对铁水温度、球化剂块度、紧实及复盖、压铁块等要求较严，否则易产生球化剂过早大量上浮或球化剂不反应等质量事故。二是采用块状复合球化剂(Mg、Re、Ca、Ba、Si，余为Fe)加二次孕育(孕育剂75%SiFe)，对原铁水进行球化处理和孕育处理，从而获得铸态高韧性球墨铸铁。此法克服了上述普通稀土镁球化剂的前一个缺点，但仍无法从根本上解决后三个缺点。三是采用粉状的复合球化剂(Mg粉，硅铁粉，延缓剂等机械混合物)加二次孕育(孕育剂75%SiFe)对原铁水进行球化和孕育时理，从而获得铸态高韧性球墨铸铁。此法克复了上述普通稀土镁球化剂的前一个缺点，且全部球化剂无须经熔炉熔配，延缓剂本身可起延缓作用，提高Mg吸收率，其反应产物又可起球化孕育作用。但是此法的缺点是(1)纯Mg粉价格昂贵;(2)纯Mg粉易在冲入铁水前铁水包的高温作用下自然而烧损;(3)对铁水温度、球化剂紧实度等要求较严，易产生过早大量反应或不反应等质量事故。为了克服现有铸态球墨铸铁添加剂的上述缺点，本专利技术提供一种生产成本低，质量高的新型添加剂，以简化球化孕育处理操作，从根本上杜绝球化孕育质量事故，取消热处理工序，在保证高韧性球铁质量的前提下降低生产成本，改善劳动条件。本专利技术的具体技术方案是由复合球化剂和复合孕育剂组成的铸态球墨铸铁复合添加剂，其特殊之处是复合球化剂由Mg、Re、Ca、Ba、Si、Fe和复合熔剂组成，其含量是Mg4-7%，ReO-3%，Ca0.5-2%，Ba3-5%，Si40-45%，复合熔剂5-30%，其余为铁;复合熔剂的主要成分a)Zr2O320-40%，CaF220-40%，Na2O10-20%，其余为C粉;b)MgF240-50%，BaO20-40%，其余为K2O;c)CaF230-50%，BaO10-30%，Zr2O310-20%，其余为K2O和Na2O;复合孕育剂的主要成分，75%SiFe和K、Na、Ca基脱硫剂，其配比是1∶1-1.5。上述的复合球化剂和复合孕育剂为粒状，粒度为1-5mm，其中部分原材料可以经熔炉熔配后粉碎，一部分原材料直接粉碎，然后按上述要求的比例混合。使用本专利技术提供的添加剂进行球化和孕育处理非常简单，具体操作是把球化前放在包底凹坑下部，其上为孕育剂，铁水一次冲入，反应结束扒渣后即可浇注。本专利技术提供的球化剂和孕育剂具有吸收率高，烧损少，反应平稳，可以从根本上杜绝球化孕育处理质量事故，该添加剂对原铁水化学成分和温度要求不严，适用电炉，冲天炉和勺炉生产球铁;铸件铸态下5mm以上无游离渗碳体，铁素体占80%以上，σb≥500N/mm2，δ≥10%，复合添加剂和铸件成本皆可明显降低。 附图说明图1是用电炉熔化铁水处理的球墨铸铁金相组织(放大100倍); 图2是用电炉熔化铁水处理的球墨铸铁金相组织(放大400倍); 图3是用勺炉熔化铁水处理的球墨铸铁金相组织(放大100倍); 图4是用勺炉熔化铁水处理的球墨铸铁金相组织(方大400倍)。下面举例说明本方案的具体实施过程实施例一复合球化剂成分为Mg4%，Re3%，Ba4%，Ca0.5%，Si40%，复合熔剂30%，余为Fe。复合球化剂的配制方式是将镁锭、稀土硅铁和硅钡合金根据来料化验单和要求的成分，并考虑熔炼中的烧损，按一定比例配料。熔化后浇入铁模，自然冷却后粉碎成1-5mm的颗粒，再与予先粉碎成1-5mm的复合熔剂和75硅铁进行配比达到成分要求。在复合球化剂中的复合熔剂的配比为Zn2O320%，CaF230%，Na2O15%，余为C粉。复合孕育剂的配制方法是将予先粉碎成1-5mm粒度的75SiFe和钙基脱硫剂按1∶1的比例混合。将以上配制的复合添加剂用于电炉生产铸态高韧性球铁。所用电炉为500Kg中频感应电炉，球化处理包(浇注包)容量为200Kg，原铁水成分C＝3.64%，Si＝1.57%，Mn＝0.31%，S＝0.05%，P＝0.06%，铁水出炉温度1420℃，复合添加剂加入量为球化剂1.6%，孕育剂1.0%。炉前三角试样无白口，由标准楔形试样上截取并加工制成标准抗拉试棒，机械性能测定结果为三根试样平均值σb＝524.84N/mm2，δ＝14.6%。炉后化学分析结果为C＝3.61%、Si＝3.15%，Mn＝0.30%，S＝0.025%，P＝0.06%，Mg残＝0.053%，Re残＝0.041%。显微组织(抗拉棒端面)(见附图1、2)为球化等级一级，铁素体90%，无游离渗碳体。共处理5包，约1吨铸件(汽车配件)，全部合格。实施例二复合球化剂的成分为Mg6.5%，Re1.5%，Ba5%，Ca1.5%，Si40%，复合熔剂10%，余为Fe。复合球化剂的配制方法同实施例一，但其中复合熔剂的配比为CaF240%，BaO20%，Zr2O320%，余为K2O和Na2O。复合孕育剂的配制方法是将予先粉碎成1-5mm粒度的75SiFe和钠钙基脱硫剂按1∶1.5的比例混合。将以上配制的复合添加剂用于勺炉生产铸态高韧性球铁。所用勺炉熔化率为1吨/小时，球化(浇注)包为100Kg，原铁水成分C＝3.87%，Si＝1.62%，Mn＝0.56%，S＝0.078%，P＝0.04%，铁水出炉温度1350℃左右，复合添加剂加入量为球化剂1.9%，孕育剂1.0%，炉前三角试样无白口，由标准楔形试样上截取并加工制成标准抗拉试棒，机械性能测定结果为(三根试棒平均值)σb＝S38N/mm2，δ＝12.5%，炉后化学分析结果为C＝3.85%，Si＝2.9%，Mn＝0.54%，S＝0.03%，P＝0.04%，Mg残＝0.042%，Re残＝0.039%，显微组织(抗拉试棒端面)分析结果(见附图3-4)为球化等级一级，共处理25包约2吨铸件(锅炉配件)，全部合格。权利要求1.一种由复合球化剂和复合孕育剂组成的铸态球铁复合添加剂，其特征是复合球化剂由Mg、Re、Ca、Ba、Si、Fe和复合熔剂组成，其含量Mg4-7%，Re0-3%，Ca0.5-2%，Ba3-5%，Si40-45%，复合熔剂5-30%，其余为铁；复合熔剂的主要成分a)Zr2O320-30%，CaF220-40%，Na2O10-20%，其余为C粉；b)MgF240-50%，BaO20-40%，其余为K2O；c)CaF230-50%，BaO10-30%，Zr2O310-20%，其余为K2O和Na2O；复合孕育剂的主要成分75%SiFe和K、Na、Ca基脱硫剂，其配比是1∶1-1.5。2.根据权利要求1所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由复合球化剂和复合孕育剂组成的铸态球铁复合添加剂，其特征是复合球化剂由Ｍｇ、Ｒｅ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｆｅ和复合熔剂组成，其含量：Ｍｇ４－７％，Ｒｅ０－３％，Ｃａ０. ５－２％，Ｂａ３－５％，Ｓｉ４０－４５％，复合熔剂５－３０％，其余为铁；复合熔剂的主要成分：ａ）Ｚｒ↓［２］Ｏ↓［３］２０－３０％，ＣａＦ↓［２］２０－４０％，Ｎａ↓［２］Ｏ１０－２０％，其余为Ｃ粉；ｂ）ＭｇＦ↓［２］４０－５０％，ＢａＯ２０－４０％，其余为Ｋ↓［２］Ｏ；ｃ）ＣａＦ↓［２］３０－５０％，ＢａＯ１０－３０％，Ｚｒ↓［２］Ｏ↓［３］１０－２０％，其余为Ｋ↓［２］Ｏ和Ｎａ↓［２］Ｏ；复合孕育剂的主要成分：７５％ＳｉＦｅ和Ｋ、Ｎａ、Ｃａ基脱硫剂，其配比是１∶１－１. ５。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张发，李少雄，
申请(专利权)人：张发，
类型：发明
国别省市：22[中国|吉林]