一種灰鑄鐵孕育劑的制備方法及其應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種灰鑄鐵孕育劑，其配方按重量百分比計包括：Si：66～70％，Zr：1～3％，Ca：1～2％，Mn：0～2.5％，Fe3O4：0.5～1.5％，余量為Fe以及不可避免的微量元素。采用本發明提供的灰鑄鐵孕育劑，能夠改善灰鑄鐵的綜合性能，并提高孕育效率。
【專利說明】一種灰鑄鐵孕育劑的制備方法及其應用

【技術領域】
[0001] 本發明涉及鑄造領域，尤其涉及一種灰鑄鐵孕育劑和制備方法，以及其在鑄造領 域的應用。

【背景技術】
[0002] 孕育劑有可促進石墨化，減少白口傾向，改善石墨形態和分布狀況，增加共晶團數 量，細化基體組織，使球鐵石墨圓整，減少或消除激冷，防止表面游離滲碳體的形成，均勻 組織，提高力學性能等優點，其在鑄鐵領域得到了廣泛地應用。
[0003] 灰鑄鐵基本上是由鐵、碳和娃組成的共晶型合金，其中，碳主要以石墨的形態存 在。灰鑄鐵是鑄鐵領域的應用十分廣泛的鑄鐵材料之一，因其良好的鑄造性，良好的耐磨 性，良好的切削加工性能，表面光潔，消振性高，低的缺口敏感性，在工業領域得到了廣泛地 應用。
[0004] 目前，大多數生產廠家使用75硅鐵孕育劑作為孕育劑生產灰鑄鐵，但是這些產品 存在孕育時間短、耐磨性差、硬度低，抗拉強度低、斷面不均勻，易產生白口等缺點，造成產 品不穩定，不能滿足一些需要高硬度的機器鑄件的要求。
[0005] 為了改善上述不足，部分廠家開始在硅鐵孕育劑中增加其它材料制備復合孕育 齊U，如鉻、銅等，然而，在添加上述材料時，會引入新的問題。如添加鉻將增大白口組織形成 的幾率，進而導致灰鐵硬度下降，添加銅不但在改善灰鐵性能方面得不到很好的效果，反而 大大增加了制備孕育劑的成本。


【發明內容】

[0006] 本發明的目的是針對現有的技術存在上述問題，提出了一種孕育效果好，孕育后 灰鑄鐵的孕育時間、耐磨性、抗拉強度、斷面均勻程度均大幅提高的孕育劑。
[0007] 本發明的另一目的在于提供一種上述灰鑄鐵用孕育劑的制備方法。
[0008] 本發明的再一目的在于提供一種上述灰鑄鐵孕育劑在鑄造方面的應用。
[0009] 為達到上述目的，本發明采取以下技術方案：
[0010] 一種灰鑄鐵孕育劑，其配方按重量百分比計包括：Si :66?70%，Zr :1?3%，Ca : 1?2%，Mn :0?2. 5%，Fe304 :0. 5?1. 5%，余量為Fe以及不可避免的微量元素。
[0011] 上述鑄鐵用孕育劑，優選的技術方案中，其配方按重量百分比計包括：Si :66? 70%，Zr :2 ?3%，Ca :1· 4 ?1. 6%，Mn :1 ?2%，Fe304 :0· 5 ?1. 5%，余量為 Fe 以及不可 避免的微量元素。
[0012] 上述灰鑄鐵孕育劑，優選的技術方案中，進一步包括按重量百分比計0?1. 4%的 A1。
[0013] 上述灰鑄鐵孕育劑的制備方法包括以下步驟：
[0014] (1)按質量百分比66?70%的Si，l?3%的Zr，l?2%的Ca，0?2. 5%的Μη, 0?1. 4%的Al, Fe304 :0. 5?1. 5%以及余量為Fe以及不可避免的微量元素混合均勻，粉 碎；
[0015] (2)將粉碎的合金原料均勻后放入真空裝置內，升溫至1300°C至1500°C以使得各 原料融化，機械攪拌均勻；
[0016] (3)澆注成塊體，并將塊體粉碎成平均粒徑為200?500 μ m的合金粉末即可。
[0017] 上述灰鑄鐵孕育劑在鑄鐵中的應用，鐵水與灰鑄鐵孕育劑的比例為1 :0.04? 0.08,在冶煉鑄鐵時，與普通生產一樣，只需在補充鐵水時，將包裝好的灰鑄鐵孕育劑隨鐵 水流加入，鐵水出完后將包中鐵水進行攪拌后，用保溫劑將鐵水覆蓋，即可澆注。
[0018] 本發明提供的上述灰鑄鐵孕育劑技術方案具有以下有益效果：
[0019] l、Zr有脫氧作用，有利于提高鐵液的流動性，能減輕鑄鐵的白口傾向，促成均細小 的A型石墨；
[0020] 2、Si、Al、Zr生成氮化物，減少過量溶解氮含量，組織鐵水可逆吸氮，抑制孕育衰 退，防止白口傾向；
[0021] 3、Si02晶體可以作為鐵液石墨結晶的外來晶核，促進A型石墨的形成；
[0022] 4、Si、Al、Zr能降低孕育劑熔點，由于熔點低瞬時擴散快，孕育效果更好；
[0023] 5、A1含量減少針孔形成的可能性；
[0024] 6、Μη是一種反石墨穩定細化珠光體元素，其含量在1 %左右，其作用是與增加結 晶核心，提1?孕育效果
[0025] 7、Ca屬堿土金屬，Ca能生成氧化物、硫化物、氮化物，造渣凈化鐵液和構成晶核內 物質；
[0026] 8、低含量的A1和Ca確保了其在加入鐵水中時產生的渣最少；
[0027] 9、通過添加 Fe304能夠增加共晶核數，可以在孕育劑添加量低的情況下獲得較好 的抑制碳化鐵的能力，并改善了重現率及穩定性，延長了孕育時間。
[0028] 10、細化的孕育劑結構（200?500 μ m)能夠均勻分散在鐵水中，增大其余鋼水的 接觸面積，提1?孕育效率。

【具體實施方式】
[0029] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0030] 實施例1 (制備）
[0031] 按重量百分比計 66 % 的 Si，3 % 的 Zr，2 % 的 Ca，2. 5 % 的 Mn，1. 5 % 的 Fe304, 1. 4% 的A1以及23. 6%的Fe混合均勻后放入真空裝置內，升溫至1300°C，待各原料融化后，機械 攪拌均勻；澆注成塊體，并將塊體粉碎成平均粒徑為200 μ m的合金粉末即可。
[0032] 實施例2 (制備）
[0033] 按重量百分比計70 %的Si，1 %的Zr，1 %的Ca，0. 5 %的Fe304,0. 2 %的A1以及 27. 3%的Fe混合均勻后放入真空裝置內，升溫至1500°C，待各原料融化后，機械攪拌均勻； 澆注成塊體，并將塊體粉碎成平均粒徑為500 μ m的合金粉末即可。
[0034] 實施例3 (制備）
[0035] 按重量百分比計 68 % 的 Si，2 % 的 Zr，1. 6 % 的 Ca，1 % 的 Mn，1 % 的 Fe304,0. 8 % 的 A1以及25. 6%的Fe混合均勻后放入真空裝置內，升溫至1350°C，待各原料融化后，機械攪 拌均勻；澆注成塊體,并將塊體粉碎成平均粒徑為300 μ m的合金粉末即可。
[0036] 實施例4(制備）
[0037] 按重量百分比計 68 % 的 Si，1. 5 % 的 Zr，1. 2 % 的 Ca，1. 5 % 的 Mn，0· 8 % 的 Fe304， 1.2%的A1以及25.8%的Fe混合均勻后放入真空裝置內，升溫至1450°C，待各原料融化 后，機械攪拌均勻；澆注成塊體，并將塊體粉碎成平均粒徑為400 μ m的合金粉末即可。
[0038] 實施例5 (應用）
[0039] 灰鑄鐵孕育劑作為鑄鐵領域的應用，其鐵水與孕育劑的比例為1 :0. 04,在冶煉鑄 鐵時與普通生產一樣，只需在補充鐵水時，將包裝好的灰鑄鐵孕育劑隨鐵水流加入，鐵水出 完后將包中鐵水進行攪拌后，用保溫劑將鐵水覆蓋，即可澆注。
[0040] 實施例6 (應用）
[0041] 灰鑄鐵孕育劑作為鑄鐵領域的應用，其鐵水與孕育劑的比例為1 :〇. 08,在冶煉鑄 鐵時與普通生產一樣，只需在補充鐵水時，將包裝好的灰鑄鐵孕育劑隨鐵水流加入，鐵水出 完后將包中鐵水進行攪拌后，用保溫劑將鐵水覆蓋，即可澆注。
[0042] 實施例7 (應用）
[0043] 灰鑄鐵孕育劑作為鑄鐵領域的應用，其鐵水與孕育劑的比例為1 :0. 05,在冶煉鑄 鐵時與普通生產一樣，只需在補充鐵水時，將包裝好的灰鑄鐵孕育劑隨鐵水流加入，鐵水出 完后將包中鐵水進行攪拌后，用保溫劑將鐵水覆蓋，即可澆注。
[0044] 實施例8 (應用）
[0045] 灰鑄鐵孕育劑作為鑄鐵領域的應用，其鐵水與孕育劑的比例為1 :0. 07,在冶煉鑄 鐵時與普通生產一樣，只需在補充鐵水時，將包裝好的灰鑄鐵孕育劑隨鐵水流加入，鐵水出 完后將包中鐵水進行攪拌后，用保溫劑將鐵水覆蓋，即可澆注。
【權利要求】
1. 一種灰鑄鐵孕育劑，其特征在于，其配方按重量百分比計包括：Si :66?70%，Zr : 1?3%，Ca:l?2%，Mn:0?2.5%，Fe304:0.5?L5%，余量為Fe以及不可避免的微量 元素。
2. 根據權利要求1所述的灰鑄鐵孕育劑，其配方按重量百分比計包括：Si :66?70%， Zr :2 ?3%，Ca :1· 4 ?1. 6%，Μη :1 ?2%，Fe304 :0· 5 ?1. 5%，余量為 Fe 以及不可避免 的微量元素。
3. 根據權利要求1或2所述的灰鑄鐵孕育劑，其特征在于，進一步包括按重量百分比計 0 ?1. 4% 的 A1。
4. 一種權利要求1或2所述的灰鑄鐵孕育劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 按質量百分比66?70%的Si，l?3%的Zr，l?2%的Ca，0?2. 5%的Μη，0? 1. 4%的Al, Fe304 :0. 5?1. 5%以及余量為Fe以及不可避免的微量元素混合均勻,粉碎； (2) 將粉碎的合金原料均勻后放入真空熔煉爐內，升溫至1300°C至1500°C以使得各原 料融化，機械攪拌均勻； (3) 澆注成塊體，并將塊體粉碎成平均粒徑為200?500 μ m的合金粉末即可。
5. -種權利要求1或2所述的灰鑄鐵孕育劑在鑄件中的應用，其特征在于鐵水與孕育 劑的比例為1 :0.04?0.08,在冶煉鑄件時，與普通生產一樣，只需在補充鐵水時，將包裝好 的灰鑄鐵孕育劑隨鐵水流加入，鐵水出完后將包中鐵水進行攪拌后，用保溫劑將鐵水覆蓋， 即可澆注。
6. 根據權利要求5所述的灰鑄鐵孕育劑在鑄件中的應用，其特征在于鐵水與孕育劑的 比例為1 :〇. 05?0. 07,在冶煉鑄件時，與普通生產一樣，只需在補充鐵水時，將包裝好的灰 鑄鐵孕育劑隨鐵水流加入，鐵水出完后將包中鐵水進行攪拌后，用保溫劑將鐵水覆蓋，即可 澆注。
【文檔編號】C22C33/08GK104195415SQ201410405114
【公開日】2014年12月10日 申請日期:2014年8月18日 優先權日:2014年8月18日
【發明者】韓崗, 馬銀強, 林志國 申請人:成都宏源鑄造材料有限公司