專利名稱：離心鑄造復合軋輥球化處理方法
技術領域：
本發明屬于離心鑄造軋輥技術。主要適用于離心鑄造復合珠墨鑄鐵軋輥的球化處理。
離心鑄造復合球墨鑄鐵軋輥是80年代發展起來的一種新型軋輥。它具有輥身硬度高，耐磨性好，輥頸強度高，韌性好等優點。
離心鑄造復合球墨鑄鐵軋輥制造方法的關鍵之一是球化處理方法。眾所周之，在球墨鑄鐵生產中，鎂是最有效的球化元素。鐵水中需保持一定含量的殘鎂量，才能保證鑄件球化效果良好。離心鑄造復合球墨鑄鐵軋輥時，球化處理后的鐵水中含鎂量隨時間的延長而逐漸降低。同時，外層鐵水澆入高速旋轉的金屬鑄模時，鐵水迅速展開，并與大氣接觸，加速了鎂的氧化燒損。因此，選擇合適的球化劑、孕育劑及球化處理工藝就成為保證鐵水球化效果和軋輥質量的關鍵。
現有球墨鑄鐵軋輥的球化處理方法主要有兩種(1)采用純鎂球化劑，壓力包球化處理;(2)稀土鎂合金球化劑，沖入法球化處理(《鑄鐵軋輥生產》，王殿剛、楊和林編著，冶金工業出版社，1988·1，P170)。壓力包純鎂球化處理，設備復雜，要求高，處理時間長，鐵水降溫快。而離心鑄造復合球墨鑄鐵軋輥等，軋輥外層及芯部鐵水需要分別進行球化處理，外層球化鐵水量較少，采用壓力包球化處理方法較為困難。稀土鎂合金球化劑沖入法球化處理方法，通常采用堤垻式澆包(見附圖1)。該澆包底部堤垻呈垂直狀，并帶有較大斜度，因而，放入堤垻內的球化、孕育劑無法被固定，加入稀土鎂合金和硅鐵合金比重較輕，鐵水沖入時，球化劑和孕育劑很容易上浮，造成鎂和稀土元素嚴重氧化燒損，使球化效果不穩定;同時，稀土鎂合金處理鐵水時所形成的大量稀土氧化物夾雜，因其比重較大，很難從鐵水中去除，以致影響軋輥性能和質量。
本發明的目的在于提供一種離心鑄造復合球墨鑄鐵軋輥的球化處理方法，包括球化劑及球化處理工藝。該球化處理方法不僅設備簡單，操作靈活，而且球化效果穩定，鐵水中夾雜物少，所鑄造的軋輥性能好，質量高。
為達到上述目的，本發明所采用的主要技術方案是(1)離心鑄造復合球墨鑄鐵軋輥外層鐵水采用鎳鎂合金、稀土硅鐵鎂合金復合球化劑;(2)軋輥外層、芯部鐵水采用改進型澆包(見附圖2)包底沖入法進行球化處理，澆包底部有一傾斜角為55°～70°的堤垻，在包底形成一個底大、口小的半園形球化處理反應室。
離心鑄造復合球墨鑄鐵軋輥的鑄造工藝流程為外層鐵水熔煉→球化孕育處理→離心鑄造↓芯部鐵水熔煉→球化孕育處理→填芯→冷卻現將離心鑄造復合球墨鐵鐵軋輥外層及芯部的球化處理方法分述如下1.軋輥外層鐵水球化處理方法球化采用由鎳鎂合金和稀土硅鐵鎂合金組成的復合球化劑。鎳鎂合金的化學成分(重量%)為Ni80～90%，Mg10～20%;稀土硅鐵鎂合金的化學成分(重量%)為RE1～10%，Mg6～12%，Si35～45%，余為Fe。
鎳鎂合金的加入量0.6～1.2%(占處理鐵水總量之比)稀土硅鐵鎂合金加入量0.3～0.8%(占處理鐵水總量之比)孕育劑采用硅鐵合金(含Si60～75%)，其加入量為0.3～0.8%(占處理鐵水總量)。
鎳鎂合金、稀土硅鐵鎂合金和硅鐵合金依次放入澆包反應室內，用木棒夯實，上面復蓋鐵板或鐵屑，溫度1380～1460℃的鐵水沖入包底進行球化處理。
2軋輥芯部鐵水球化處理方法球化劑采用稀土硅鐵鎂合金。稀土硅鐵鎂合金的化學成分(重量%)為RE5～10%，Mg6～10%，Si35～45%，余為Fe。
稀土硅鐵鎂合金的加入量為1.3～2.0%(占處理鐵水總量的百分比)。
孕育劑采用硅鐵合金(含Si量60～75%)，其加入量為0.4～1.2%(占處理鐵水總量的百分比)。
稀土硅鐵鎂合金、硅鐵合金依次放入澆包反應室內，用木棒夯實，上面復蓋鐵板或鐵屑，溫度1380～1460℃的鐵水沖入包底進行球化處理。
與現有技術相比，本發明具有如下優點(1)采用鎳鎂合金、稀土硅鐵鎂合金作為復合球化劑，具有鐵水球化反應較平穩，球化效果穩定，減少污染等優點。復合球化劑中的稀土元素有脫氧、脫硫，中和干擾元素的作用，并能提高鐵水的純凈度，降低鐵水氧化膜形成溫度，促進球化;另外，鎳鎂合金夾雜少，比重大，鐵水沖入時，鎳鎂合金不易上浮，鎂的收得率高，帶入鐵水中的夾雜物少。
(2)本發明的改進型堤垻澆包，由于反應室的口較小，鐵水沖入時，球化劑、孕育劑不易上浮，球化過程主要在反應室中進行，致使鎂與稀土元素氧化燒損小，球化效果穩定。
(3)本發明適用于立式、臥式和斜式離心鑄造機鑄造復合球墨鑄鐵軋輥。
附圖1為現有技術球化處理澆包的結構示意圖附圖2為本發明球化處理改進型澆包結構示意圖。
附圖1、2中，1為包體，2為堤垻，2為堤垻的傾斜角，角度為55°～70°，3為反應室。
實施例根據本發明所述的球化劑、孕育劑及加入量，和改進型堤垻澆包沖入法的球化處理方法，對5種規格的離心鑄造復合球墨鑄鐵軋輥進行了球化處理。所采用的球化孕育劑的化學成分和加入量以及軋輥外層和芯部的鐵水量如表1所示。離心鑄造軋輥的尺寸，球化處理方法及軋輥中殘存的Mg、RE含量如表2所示。
權利要求
1.一種離心鑄造復合軋輥球化處理方法，其特征在于A、軋輥外層鐵水球化處理采用由鎳鎂合金和稀土硅鐵鎂合金組成的復合球化劑；鎳鎂合金的化學成分(重量%)為Ni80～90%，Mg10～20%；稀土硅鐵鎂合金的化學成分(重量%)為RE1～10%，Mg6～12%，Si35～45%，余為Fe；鎳鎂合金的加入量為0.6～1.2%(占處理鐵水總量之比)，稀土硅鐵鎂合金的加入量為0.3～0.8%(占處理鐵水總量之比)；B、采用包底沖入法進行球化處理的澆包的底部有一傾斜角為55°～70°的堤垻。
2.根據權利要求1所述的球化處理方法，其特征在于球化處理所用的澆包的反應室為底大、口小的半園形。
全文摘要
本發明提供了一種離心鑄造復合軋輥的球化處理方法。其主要特征是軋輥外層鐵水球化處理采用由鎳鎂合金和稀土硅鐵鎂合金組成的復合球化劑。鎳鎂合金的化學成分(重量％)為Ni80～90％，Mg10～20％；稀土硅鐵鎂合金的化學成分(重量％)為R
文檔編號B22D1/00GK1069074SQ9210879
公開日1993年2月17日 申請日期1992年7月30日 優先權日1992年7月30日
發明者俞哲達, 邵素云, 王剛 申請人:冶金工業部鋼鐵研究總院