本發(fā)明涉及用于生產(chǎn)球墨鑄鐵的改性本體，并涉及使用根據(jù)本發(fā)明的改性本體生產(chǎn)鑄造部分的方法，以及涉及鑄造部分自身。改性本體用于生產(chǎn)球墨鑄鐵，特別是具有主要是鐵素體的結(jié)構(gòu)，所述改性本體包含載體材料，所述載體材料優(yōu)選地是鐵硅合金。
背景技術(shù)：
鑄鐵通常包含2到4重量百分比之間的碳。碳與鐵緊密地混合，碳在固化的鑄鐵中采用的形式限定了鑄鐵部分的特征和特性。如果碳采用石墨的形式，鑄鐵會(huì)相當(dāng)柔軟并且可以被機(jī)械加工。
石墨可以以各種形式出現(xiàn)。球墨鑄鐵具有高強(qiáng)度，但必須考慮結(jié)構(gòu)類型。帶有具有單純鐵素體結(jié)構(gòu)并因此不包含滲碳體的球墨的鑄鐵柔軟并易于加工。相反地，球墨鑄鐵和珠光體結(jié)構(gòu)由于高強(qiáng)度而具有良好的耐磨特性。相應(yīng)地，珠光體/鐵素體結(jié)構(gòu)比單純的鐵素體結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固。
鑄鐵的生產(chǎn)包括使用鋼廢料以及循環(huán)材料作為起始材料。由于此種起始材料通常包含大量的錳和銅，最終鑄鐵或鑄造部分中的珠光體含量會(huì)高于期望值。
此外，鑄造部分中過(guò)多的珠光體含量由加速的冷卻促成。
為了減少或抑制珠光體的過(guò)度形成，迄今為止的策略是向鑄造合金中添加包含少量錳和銅的高純度鋼廢料和/或高等級(jí)生鐵。市場(chǎng)上可獲得的此種鋼廢料和生鐵是有限的，因此其貨源是昂貴的。如果過(guò)多的錳和/或銅含量只能在熔融之后被識(shí)別，這至多僅能通過(guò)用具有低錳和/或銅含量的熔融物稀釋熔融物來(lái)修正。然而，這是昂貴的，且在大多數(shù)情況下非常難以實(shí)現(xiàn)，從而生產(chǎn)的部分具有過(guò)多的珠光體含量，并因此具有過(guò)大的強(qiáng)度，不能用于預(yù)期的目的且必須被廢棄。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提出改性本體和用于生產(chǎn)球墨鑄鐵的相關(guān)方法，減少鑄鐵或者鑄造部分中的珠光體結(jié)構(gòu)，并因此保證低硬度和斷裂時(shí)的更大延伸度，且不增加生產(chǎn)鑄鐵或者鑄造部分的花費(fèi)。
根據(jù)本發(fā)明，這個(gè)目的通過(guò)包含7到16重量百分比的硼的改性本體實(shí)現(xiàn)。此外，根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)改性本體被插入鑄造系統(tǒng)，其中鑄鐵或者熔融物圍繞所述至少一個(gè)改性本體流動(dòng)，或者根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)改性本體在鑄造之前被添加到熔融物并由其溶解。這生產(chǎn)了由球墨鑄鐵制成的鑄造部分，所述鑄造部分具有0.002到0.008重量百分比的硼含量。
硼的減少珠光體的影響是已知的，但迄今為止硼在球墨鑄鐵的生產(chǎn)中被認(rèn)為是有害的，因?yàn)檫^(guò)多的硼含量可以導(dǎo)致微孔和碳化物，碳化物超過(guò)0.01重量百分比就會(huì)產(chǎn)生問(wèn)題，當(dāng)進(jìn)一步增加時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致石墨的顯著退化。
為了減少鑄鐵中的珠光體含量，并因此增加斷裂時(shí)的延伸度和降低硬度，根據(jù)本發(fā)明的包含7到16重量百分比的硼的至少一個(gè)改性本體在鑄造之前被插入鑄造系統(tǒng)用于鑄造部分。在模型填充過(guò)程期間，鑄鐵或熔融物圍繞改性本體流動(dòng)，從而改性本體連續(xù)不斷地產(chǎn)生硼，所述硼被鑄鐵吸收。為此，至少一個(gè)改性本體在鑄造之前被插入鑄造系統(tǒng)。當(dāng)然也可能有多個(gè)改性本體被布置在鑄造系統(tǒng)內(nèi)；這要根據(jù)鑄造部分中的所需硼含量進(jìn)行選擇。
根據(jù)本發(fā)明的鑄造部分，由球墨鑄鐵制成，具有0.002到0.008重量百分比的硼含量，抑制或減少珠光體的形成并達(dá)到期望的硬度和斷裂時(shí)的延伸度方面的特性。
在鑄造之前將至少一個(gè)改性本體布置在澆注杯和過(guò)濾器之間被證明是有利的，鑄鐵或熔融物在鑄造期間圍繞這個(gè)改性本體流動(dòng)。
優(yōu)選地，也可能在鑄造之前將至少一個(gè)改性本體直接添加到鑄鐵或添加到熔融物。
根據(jù)鑄造部分中的所需硼含量或者根據(jù)期望的硬度和斷裂時(shí)的延伸度選擇改性本體的數(shù)量和布置。
根據(jù)本發(fā)明的具有球墨的鑄造部分使用根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)，優(yōu)選地具有主要是鐵素體的結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的方法和根據(jù)本發(fā)明的改性本體的使用導(dǎo)致由球墨鑄鐵制成的鑄鐵部分的生產(chǎn)，所述鑄鐵部分優(yōu)選地不超過(guò)170hb布氏硬度。140到170hb布氏硬度被發(fā)現(xiàn)是有利的。
由球墨鑄鐵制成的鑄鐵部分的結(jié)構(gòu)優(yōu)選地主要是鐵素體。
本發(fā)明的示例實(shí)施例將參考下面的例子說(shuō)明，本發(fā)明不僅限于示例實(shí)施例。
由于使用不純的鋼廢料作為起始材料，球墨鑄鐵的熔融物具有0.35wt%的錳含量，這對(duì)于期望的應(yīng)用來(lái)說(shuō)太高了，因?yàn)楦鶕?jù)此種情況中的分析規(guī)格，最大許可的錳含量是0.25wt%。由于現(xiàn)有的熔融物或鑄鐵中過(guò)多的錳含量，鑄造部分具有190hb的布氏硬度而不是根據(jù)規(guī)格許可的最大170hb。
實(shí)際布氏硬度190hb和對(duì)應(yīng)的30%面積的珠光體含量（而不是最大指定的25%面積的珠光體含量）導(dǎo)致鑄造部分必須被廢棄。
由于這個(gè)原因，對(duì)于50kg的鑄造重量，包含10%硼的50克的改性本體被插入每個(gè)鑄造模型進(jìn)入鑄造系統(tǒng)，優(yōu)選地在澆注杯和過(guò)濾器之間或者在過(guò)濾器上游。因此，在鑄造過(guò)程期間，硼連續(xù)不斷地釋放給熔融物，從而鑄造部分具有0.006wt%的硼含量，導(dǎo)致19%面積的珠光體含量和167hb的布氏硬度，鑄造部分對(duì)應(yīng)地適于使用并符合規(guī)定的規(guī)格。
附圖說(shuō)明
本發(fā)明的示例實(shí)施例將參考附圖描述，本發(fā)明不僅限于示例實(shí)施例。
圖1示出了具有根據(jù)本發(fā)明的改性本體的鑄造系統(tǒng)的示意性說(shuō)明。
具體實(shí)施方式
圖1示出了鑄造系統(tǒng)1的示意圖，其中根據(jù)本發(fā)明的改性本體6布置在過(guò)濾器3的上游，指出了改性本體6的可能布置。球墨鑄鐵的熔融物經(jīng)由澆注杯2引入鑄造系統(tǒng)1。熔融物圍繞改性本體6流動(dòng)，從中吸取期望數(shù)量的硼。然后，熔融物流動(dòng)通過(guò)過(guò)濾器3從而過(guò)濾不期望的雜質(zhì)。隨后的供給裝置4中的熔融物用于在冷卻期間持續(xù)地向鑄造部分中的熔融物再供給。