【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铸造，尤其涉及一种孕育剂及其制备方法和应用。
技术介绍
1、球墨铸铁的出现、应用及发展是继上世纪以来材料领域最重要的技术之一。自问世以来，球墨铸铁在许多方面取代了灰铸铁、可锻铸铁及铸钢得到了广泛的应用，被称为“两个世界里最好的”金属，即不仅具有传统铸铁优良的耐腐蚀性能，更具有比肩铸钢的强度性能。
2、铸铁件生产过程中，通过一定的孕育工艺，加入合适的孕育剂，可以达到以下诸多目的：1、有效的减少铸件白口(大块的fe3c组织，行业通常也称之为碳化物)生成，进而改善和保障铸件机械性能，降低铸件硬度，提高机加工性能；2、提高或者调整石墨析出量，同时可以改善石墨形态，减小铸件成型过程中的缩松倾向，提高材质致密度，进而提高产品的成品率和进一步提高性能；3、改善或者调整铸件基体组织，通常是珠光体(pearlite)和铁素体(ferrite)的比例，进而有针对性的调整铸件所需的性能；4、改善铸件材质的均匀性，包括基体组织和石墨的分布。
3、孕育剂作为一种可促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况，增加共晶团数量，细化基体组织的物质，对于铸造领域来说，孕育剂是提高球墨铸铁性能的主要途径之一，特别是现代化工业的发展，对铸造工业，也即对孕育处理工艺的要求越来越高，尤其是对于球墨铸铁的强度有着很高的要求。
4、但是，随着人们对球墨铸铁使用的越来越多，对其性能的要求也越来越高，然而，即使在添加有孕育剂的情况下，球墨铸铁的抗拉强度也并没有质的飞跃。因此，提供一种孕育剂以提高球墨铸铁的抗拉性能、耐低温抗
技术实现思路
1、鉴于此，本专利技术提供一种孕育剂及其制备方法和应用，本专利技术提供的孕育剂，通过调整合金元素，降低硅元素的含量，添加钡、钙、铜、锆、铌和铬元素与低量的硅达到了复合强化的作用，各个元素之间通过影响铸件中元素的相变、晶粒结构和相互溶解度等，增强孕育效果，进一步提高了球墨铸铁的抗拉性能、韧性和耐低温抗冲击性能。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
3、本专利技术提供一种孕育剂，以质量百分含量计，由以下化学成分组成：si：35%-38%，ba：3%-5%，ca：1.5%-3%，cu：0.7%-0.9%，zr：0.4%-0.8%，nb：0.6%-0.8%，cr：2.9%-3.3%，其余为fe和不可避免的杂质。
4、专利技术人在研究过程中发现孕育剂中硅含量太高容易导致铸件在热处理过程中变脆，还会导致石墨变粗，降低球化率，从而降低铸件的强度和韧性；对于此问题，专利技术人通过调整孕育剂的成分，以弥补硅含量高造成性能下降的问题，还进一步提高了球墨铸铁的抗拉性能、耐低温抗冲击性能，并兼具有一定的延伸率。
5、相对于现有技术，本专利技术提供的孕育剂，包括硅、钡、钙、铜、锆、铌和铬元素；其中，硅有助于铸铁过程中形成球状的石墨结构，适量的硅元素可以提高铸铁的强度；钡有利于提高铸铁的石墨数和共晶团数，在一定程度上改善铸铁的性能；钙的添加通过较少铁水的液相区域，有助于形成细小、均匀的铁素体晶粒结构进而提高球墨铸铁的强度，还能通过细化晶粒、优化铁水的凝固结构和晶粒形态从而提高球磨铸铁的韧性和耐低温冲击性能；适量的铜添加还能与硅作用，共同促进球墨铸铁中形成更细小、均匀的球状石墨，提高球磨铸铁的强度和低温韧性；铜还能与锆和铬作用，通过细化球墨铸铁中的晶粒，进而提高球墨铸铁的强度；锆和铌共同作用，有利于球墨铸铁中晶粒的细化和均匀分布，进一步改善球墨铸铁的强度和低温韧性。
6、本专利技术提供的孕育剂，通过调整合金元素，降低硅元素的含量，添加钡、钙、铜、锆、铌和铬元素与低量的硅达到了复合强化的作用，各个元素之间通过影响铸件中元素的相变、晶粒结构和相互溶解度等，增强孕育效果，进一步提高了球墨铸铁的抗拉性能、韧性和耐低温抗冲击性能。
7、进一步优选的，所述孕育剂以质量百分含量计，由以下化学成分组成：si：36%-37%，ba：4%-5%。ca：2%-3%，cu：0.8%-0.9%，zr：0.4%-0.5%，nb：0.6%-0.7%，cr：2.9%-3.1%，其余为fe和不可避免的杂质。
8、通过进一步限定孕育剂中的组分，有利于进一步提高孕育剂的综合性能。
9、优选的，所述ca来自钙单质。
10、优选的，所述ba来自硅钡合金。
11、优选的，所述zr来自硅锆合金。
12、优选的，所述cu来自铜单质。
13、优选的，所述nb来自铌铁合金。
14、优选的，所述cr来自铬铁合金。
15、本专利技术第二个方面提供上述孕育剂的制备方法，包括如下步骤：
16、s1、在惰性氛围下，将si、ba、ca、cu、zr、nb、cr和fe于1400℃-1600℃和超声条件下进行熔炼，冷却，得钢坯；
17、s2、对所述钢坯进行破碎制粒，得所述孕育剂。
18、优选的，在对si、ba、ca、cu、zr、nb、cr和fe的原料进行熔炼前，可先对原料进行粉碎研磨，对原料形成的金属粉末进行熔炼。
19、优选的，s1中，所述熔炼的时间为40min-60min。
20、优选的，s1中，所述超声的功率为1kw-2kw。
21、优选的，s2中，所述孕育剂的粒径为7mm-10mm。
22、本专利技术提供的孕育剂的制备方法，易于操作且生产成本低，还能明显改善铸件的强度和低温韧性，具有广泛的应用前景。
23、本专利技术第三个方面提供上述孕育剂在球墨铸铁中的应用。
24、本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术通过在孕育剂中添加钡、钙、铜、锆、铌和铬元素，解决了现有孕育剂中硅含量太高容易导致铸件在热处理过程中变脆，还会导致石墨变粗，降低球化率，从而降低铸件的强度和韧性的问题；本专利技术中钡、钙、铜、锆、铌和铬元素与低量的硅达到了复合强化的作用，各个元素之间通过影响铸件中元素的相变、晶粒结构和相互溶解度等，增强孕育效果，进一步提高了球墨铸铁的抗拉性能、韧性和耐低温抗冲击性能。
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1.一种孕育剂，其特征在于，以质量百分含量计，由以下化学成分组成：Si：35%-38%，Ba：3%-5%，Ca：1.5%-3%，Cu：0.7%-0.9%，Zr：0.4%-0.8%，Nb：0.6%-0.8%，Cr：2.9%-3.3%，其余为Fe和不可避免的杂质。
2. 如权利要求1所述的孕育剂，其特征在于，以质量百分含量计，由以下化学成分组成：Si：36%-37%，Ba：4%-5%。Ca：2%-3%，Cu：0.8%-0.9%，Zr：0.4%-0.5%，Nb：0.6%-0.7%，Cr：2.9%-3.1%，其余为Fe和不可避免的杂质。
3.如权利要求1-2任一项所述的孕育剂，其特征在于，所述Ca来自钙单质；和/或
4.如权利要求1-2任一项所述的孕育剂，其特征在于，所述Zr来自硅锆合金；和/或
5.如权利要求1-2任一项所述的孕育剂，其特征在于，所述Nb来自铌铁合金；和/或
6.一种权利要求1-5任一项所述的孕育剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
7.如权利要求6所述的孕育剂的制备方法，其特征在于，S1中，所
8.如权利要求6所述的孕育剂的制备方法，其特征在于，S1中，所述超声的功率为1kW-2kW。
9.如权利要求6所述的孕育剂的制备方法，其特征在于，S2中，所述孕育剂的粒径为7mm-10mm。
10.如权利要求1-5所述的孕育剂在球墨铸铁中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种孕育剂，其特征在于，以质量百分含量计，由以下化学成分组成：si：35%-38%，ba：3%-5%，ca：1.5%-3%，cu：0.7%-0.9%，zr：0.4%-0.8%，nb：0.6%-0.8%，cr：2.9%-3.3%，其余为fe和不可避免的杂质。
2. 如权利要求1所述的孕育剂，其特征在于，以质量百分含量计，由以下化学成分组成：si：36%-37%，ba：4%-5%。ca：2%-3%，cu：0.8%-0.9%，zr：0.4%-0.5%，nb：0.6%-0.7%，cr：2.9%-3.1%，其余为fe和不可避免的杂质。
3.如权利要求1-2任一项所述的孕育剂，其特征在于，所述ca来自钙单质；和/或
4.如...
【专利技术属性】
技术研发人员：张洪江，张海涛，张明月，
申请(专利权)人：河北京东管业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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