一種球墨鑄鐵孕育劑及其制備方法和應用的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種球墨鑄鐵孕育劑，其配方按重量百分比計包括：Si：60～65％，Zr：3.5～6.0％，Ca：1～2％，Al：0～1.4％，Fe3O4：0.5～1.5％和余量為Fe以及不可避免的微量元素。采用本發明提供的球墨鑄鐵孕育劑，能夠改善球墨鑄鐵的綜合性能，并提高孕育效率。
【專利說明】一種球墨鑄鐵孕育劑及其制備方法和應用

【技術領域】
[0001] 本發明屬于孕育劑【技術領域】，特別涉及一種球墨鑄鐵孕育劑和制備方法，以及該 孕育劑在制備球墨鑄鐵方面的應用。

【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] 球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，有效地提高了鑄鐵的機械性能， 特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強度。球墨鑄鐵是二十世紀五十年代發 展起來的一種高強度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，正是基于其優異的性能，已成功地用 于鑄造一些受力復雜，強度、韌性、耐磨性要求較高的零件。球墨鑄鐵已迅速發展為僅次于 灰鑄鐵的、應用十分廣泛的鑄鐵材料。
[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球墨鑄鐵，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、稀土等，然而，在添加上述材料時，會引入新的問題，如將增大白口組織形成的幾 率，進而導致球墨鑄鐵硬度下降。


【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 球墨鑄鐵的孕育時間、耐磨性、硬度、抗拉強度、斷面均勻程度，減少白口現象等均大幅提高 的孕育劑。
[0007] 本發明的另一目的在于提供一種上述球墨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球墨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] 一種球墨鑄鐵孕育劑，其配方按重量百分比計包括：Si :60?65%，Zr :3. 5? 6. 0%，Ca :1?2%，A1 :0?1. 4%，Fe304 :0· 5?1. 5%和余量為Fe以及不可避免的微量 元素。
[0011] 上述球墨鑄鐵孕育劑，優選的技術方案中，配方按重量百分比計包括：Si :62? 64%，Zr :4 ?5%，Ca :1 ?2%，A1 :0· 2 ?1. 2%，Fe304 :0· 5 ?1. 5%和余量為 Fe 以及不 可避免的微量元素。
[0012] 上述球墨鑄鐵孕育劑，優選的技術方案中，進一步包括按重量百分比計0?6%的 Mn〇
[0013] 上述球墨鑄鐵孕育劑的制備方法包括以下步驟：
[0014] (1)按重量百分比計60?65%的Si，3. 5?6· 0%的Zr，l?2%的Ca，0?1· 4% 的Α1，0?6%的Μη和余量為Fe以及不可避免的微量元素的原料混合均勻后放入電爐中， 重熔后澆注成塊體,并將塊體粉碎成平均粒徑為50?100 μ m的合金粉末；
[0015] (2)將得到的上述合金粉末以及平均粒徑在50?100 μ m的重量百分比為0. 5? 1. 5%的Fe304粉末加入到混合容器中，混合均勻后與合金粉末和Fe30 4粉末總重量3?5% 的硅酸鈉溶液一起加入到碾壓裝置中壓制成團，最后粉碎成平均粒徑為200?500μπι即 可。
[0016] 上述球墨鑄鐵孕育劑在鑄鐵中的應用，按鐵水與球墨鑄鐵孕育劑的比例為1 : 0. 1?0. 2,在冶煉鑄鐵時，與普通生產一樣，只需在補充鐵水時，將包裝好的球墨鑄鐵孕育 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。
[0017] 本發明提供的上述球墨鑄鐵孕育劑技術方案具有以下有益效果：
[0018] 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；
[0019] 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；
[0020] 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；
[0021] 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；
[0022] 5、A1含量減少針孔形成的可能性；
[0023] 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
[0024] 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；
[0025] 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；
[0026] 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。
[0027] 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】
[0028] 下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。
[0029] 實施例1 (制備孕育劑）
[0030] 按重量百分比計60%的Si，6%的Zr，2%的Ca，1.4%的A1，6%的Μη以及23. 1% 的Fe混合均勻后放入電爐中，重熔后澆注成塊體，并將塊體粉碎成平均粒徑為50 μ m的合 金粉末；將得到的上述合金粉末以及平均粒徑在50 μ m的重量百分比為1. 5 %的Fe304粉末 加入到混合容器中，混合均勻后與合金粉末和Fe30 4粉末總重量5 %的硅酸鈉溶液一起加入 到碾壓裝置中壓制成團，最后粉碎成平均粒徑為200 μ m即可。
[0031] 實施例2 (制備孕育劑）
[0032] 按重量百分比計65 %的Si，3. 5 %的Zr，1 %的Ca，0. 2 %的Al，1 %的Μη以及 28. 8%的Fe混合均勻后放入電爐中，重熔后澆注成塊體，并將塊體粉碎成平均粒徑為 100 μ m的合金粉末；將得到的上述合金粉末以及平均粒徑在100 μ m的重量百分比為0. 5% 的Fe304粉末加入到混合容器中，混合均勻后與合金粉末和Fe30 4粉末總重量3%的娃酸鈉 溶液一起加入到碾壓裝置中壓制成團，最后粉碎成平均粒徑為500 μ m即可。
[0033] 實施例3 (制備孕育劑）
[0034] 按重量百分比計62 %的Si，5 %的Zr，2 %的Ca，1. 2 %的A1，2 %的Μη以及26. 8 % 的Fe混合均勻后放入電爐中，重熔后澆注成塊體，并將塊體粉碎成平均粒徑為80 μ m的合 金粉末；將得到的上述合金粉末以及平均粒徑在80 μ m的重量百分比為1 %的Fe304粉末加 入到混合容器中，混合均勻后與合金粉末和Fe30 4粉末總重量3 %的硅酸鈉溶液一起加入到 碾壓裝置中壓制成團，最后粉碎成平均粒徑為300 μ m即可。
[0035] 實施例4 (制備孕育劑）
[0036] 按重量百分比計64 %的Si，4 %的Zr，1 %的Ca，0· 6 %的A1，3 %的Μη以及26. 9 % 的Fe混合均勻后放入電爐中，重熔后澆注成塊體，并將塊體粉碎成平均粒徑為75 μ m的合 金粉末；將得到的上述合金粉末以及平均粒徑在75 μ m的重量百分比為0. 5 %的Fe304粉末 加入到混合容器中，混合均勻后與合金粉末和Fe30 4粉末總重量5 %的硅酸鈉溶液一起加入 到碾壓裝置中壓制成團，最后粉碎成平均粒徑為250 μ m即可。
[0037] 實施例5 (孕育劑的應用）
[0038] 在球墨鑄鐵鑄造過程中，鐵水與球墨鑄鐵孕育劑的比例為1 :0. 1，在冶煉鑄鐵時， 與普通生產一樣，只需在補充鐵水時，將包裝好的球墨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。
[0039] 實施例6 (孕育劑的應用）
[0040] 在球墨鑄鐵鑄造過程中，鐵水與球墨鑄鐵孕育劑的比例為1 :0. 2,在冶煉鑄鐵時， 與普通生產一樣，只需在補充鐵水時，將包裝好的球墨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。
[0041] 實施例7 (孕育劑的應用）
[0042] 在球墨鑄鐵鑄造過程中，鐵水與球墨鑄鐵孕育劑的比例為1 :0. 15,在冶煉鑄鐵 時，與普通生產一樣，只需在補充鐵水時，將包裝好的球墨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。
[0043] 實施例8 (孕育劑的應用）
[0044] 在球墨鑄鐵鑄造過程中，鐵水與球墨鑄鐵孕育劑的比例為1 :0. 18,在冶煉鑄鐵 時，與普通生產一樣，只需在補充鐵水時，將包裝好的球墨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. 一種球墨鑄鐵孕育劑，其特征在于，其配方按重量百分比計包括：Si :60?65 %，Zr : 3. 5?6. 0%，Ca :1?2%，A1 :0?1. 4%，Fe304 :0· 5?1. 5%和余量為Fe以及不可避免 的微量元素。
2. 根據權利要求1所述的球墨鑄鐵孕育劑，其特征在于，其配方按重量百分比計包括： Si :62 ?64%，Zr :4 ?5%，Ca :1 ?2%，A1 :0 ?1. 4%，Fe304 :0· 5 ?1. 5%和余量為 Fe 以及不可避免的微量元素。
3. 根據權利要求1或2所述的球墨鑄鐵孕育劑，其特征在于，進一步包括按重量百分比 計0?6 %的Μη。
4. 一種權利要求1-5任一所述的球墨鑄鐵孕育劑的制備方法，其特征在于，包括以下 步驟： (1) 按重量百分比計60?65%的Si，3.5?6.0%的Zr，l?2%的Ca，0?L4%的 A1，0?6%的Μη和余量為Fe的原料混合均勻后放入電爐中，重熔后澆注成塊體，并將塊體 粉碎成平均粒徑為50?100 μ m的合金粉末； (2) 將得到的上述合金粉末以及平均粒徑在50?100 μ m的重量百分比為0. 5?1. 5% 的Fe304粉末加入到混合容器中，混合均勻后與合金粉末和Fe30 4粉末總重量3?5%的娃 酸鈉溶液一起加入到碾壓裝置中壓制成團，最后粉碎成平均粒徑為200?500 μ m即可。
5. -種權利要求1-3任一所述的球墨鑄鐵孕育劑在球墨鑄鐵中的應用，其特征在于鐵 水與球墨鑄鐵孕育劑的比例為1 :0. 1?0. 2,在冶煉鑄鐵時，與普通生產一樣，只需在補充 鐵水時，將包裝好的球墨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所述的球墨鑄鐵孕育劑在球墨鑄鐵中的應用，其特征在于鐵水與球 墨鑄鐵孕育劑的比例為1 :〇. 15?0. 18,在冶煉鑄鐵時，與普通生產一樣，只需在補充鐵水 時，將包裝好的球墨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】C21C1/10GK104195416SQ201410405999
【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