一種增加灰鑄鐵強度用孕育劑及其制備方法及其使用方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于鑄造技術領域，尤其涉及一種增加灰鑄鐵強度用孕育劑及其制備方法 及其使用方法。
【背景技術】
[0002] 現代鑄鐵生產中孕育出爐是提高鑄鐵性能的最主要途徑之一，隨著鑄造技術的發 展，孕育處理顯得越來越重要。
[0003] 隨著機械行業的發展，對灰鑄鐵的強度要求越來越高。特別是要在高的碳當量或 高碳含量的情況下實現高的抗拉強度。為了提高灰鑄鐵的強度，有些企業采取降低碳當量 的方法。低碳當量、高強度會產生以下問題：⑴收縮大，導致縮孔、縮松傾向增加；(2)殘余 應力大，導致尺寸精度穩定性差，開裂傾向增大；（3)流動性差，限制了鑄件薄壁化；(4)加 工性能差，導致切削速度的降低與刀具壽命的下降。另外為提高灰鑄鐵的強度，加入大量的 鉻、銅、鉬合金，這樣做不僅造成成本增加，也導致滲碳體含量超標，加工性能惡化，鑄件容 易開裂。
【發明內容】
[0004] 本發明要解決的技術問題是：提供一種能夠增加灰鑄鐵強度特別是能夠提高高碳 當量或尚碳的灰鑄鐵的抗拉強度、提尚硬度、提尚珠光體含量、改變石墨形態、提尚鑄件的 熱疲勞強度、減少其他貴重合金加入的孕育劑。
[0005] 本發明所采用的技術方案為：一種增加灰鑄鐵強度用孕育劑，其化學成分及其重 量百分比為：Si :25-35%，Mnl0-20%，Crl0-20, C < 0? 1%，Cal-5%，Bal-6%，Nl-6%，P < 0? 05%，S < 0? 02%，其余為 Fe。
[0006] -種增加灰鑄鐵強度用孕育劑的制備方法為機械混合法：將氮化鉻鐵、氮化錳鐵、 硅鈣、硅鋇合金破碎成0. 2-10_顆粒后，按比例進行混合。
[0007] 所述的增加灰鑄鐵強度用孕育劑的使用方法，其特征是，將所述孕育劑加入轉運 包中，加入量為鐵水質量的〇. 2-0. 5%，粒度為5-10mm。
[0008] 所述的增加灰鑄鐵強度用孕育劑的使用方法，其特征是，將所述孕育劑加入澆包 中，加入量為鐵水質量的〇. 2-0. 5%，粒度為l-4mm。
[0009] 所述的增加灰鑄鐵強度用孕育劑的使用方法，其特征是，澆注時將所述孕育劑隨 流加入，加入量為鐵水質量的0. 1-0. 2%，粒度為0. 2-lmm。
[0010] 本發明的有益效果是：
[0011] 1、把氮作為灰鑄鐵的合金元素來對待，是本發明的創新點，現在對氮的研究很多， 卻沒有應用于生產。
[0012] 2、氮促進鑄鐵珠光體的生成，抑制鐵素體，是一個穩定碳化物的元素。含氮量增加 時，使得石墨片變得較短、較厚、尖端變鈍。它能改善并細化A型石墨，減少D、E型石墨，消 除高碳、硅含量鑄鐵中的鐵素體。本發明是把氮作為灰鑄鐵的合金元素來對待。
[0013] 3、硅主要起孕育作用；
[0014] 4、鈣用來強化硅的孕育作用；
[0015] 5、鉻起穩定珠光體作用；
[0016] 6、錳具有穩定珠光體的作用；
[0017] 7、鋇為長效元素能有效解決孕育衰退。
[0018] 本發明進一步通過實踐證明，該孕育劑可有效的改變石墨形態，細化石墨、減小組 織壁厚敏感性、減少滲碳體，并顯著提高灰鑄鐵的抗拉強度。對于相同成分的原鐵水，比使 用75硅鐵孕育劑進行孕育，抗拉強度提高30-80MPa。
【附圖說明】
[0019] 圖1為試驗本孕育劑鑄件本體金相圖
【具體實施方式】
[0020]實例1化學成分及其重量百分比為：Si :30-40 %，Mnl0-20 %，Crl0-20, C < 0? 1%，Cal-5%，Bal-6%，Nl-6%，P < 0? 05%，S < 0? 02%，其余為 Fe。
[0021] 制備方法為機械混合法：將氮化鉻鐵、氮化錳鐵、硅鈣、硅鋇合金破碎成l-10mm顆 粒后，按比例進行混合。
[0022] 試驗方法：
[0023] 生產載重汽車制動鼓原鐵液成分（重量比）：C3. 4-3. 5 %，Sil. 5-1. 6 %， MnO. 7-0. 8%，S0.0 8-0. 12%，P < 0? 05%，CrO. 3-0. 4%，余量為 Fe。
[0024] 原鐵水熔煉合格后，進行孕育處理，出爐溫度為1500°C。
[0025] 1、澆包內孕育，分別加入0. 5wt % 75硅鐵孕育劑和0. 4wt %本孕育劑進行孕育處 理，然后澆注鑄件。
[0026] 2、轉運包內孕育，分別加入0. 5wt% 75硅鐵孕育劑和0. 4wt%本孕育劑進行孕育 處理，然后澆注鑄件。
[0027] 3、在澆注時，分別進行0. 15%的75硅鐵孕育劑和本孕育劑進行隨流孕育，澆注鑄 件。
[0028] 分別對鑄件本體取樣進行抗拉強度、硬度、進行測定。測定結果如表1所示。
[0029] 表1本發明與75硅鐵的抗拉強度、硬度、金相組織比較
[0030]
[0031] 通過試驗可以看出，本發明的加入提高了灰鑄鐵的抗拉強度。通過附圖可以看出， 石墨更加細小，彎曲，并且石墨端部變純，從而提尚了抗拉強度。
[0032] 注意事項：
[0033] 1、原鐵水Ti< 0? 025 %，A1 < 0? 025 %。
[0034] 2、不能使用含鋯孕育劑。
[0035] 3、薄厚小于5毫米的鑄件最終含氮量小于160PPM.。
[0036] 4、壁厚大于20毫米的鑄件最終含氮量小于120PPM。
【主權項】
1. 一種增加灰鑄鐵強度用孕育劑，其特征是，其化學成分及其重量百分比為：Si : 25-35 %, Mnl0-20 %, Crl〇-20, C < 0.1 %, Cal-5 %, Bal-6 %, Nl-6 %, P < 0. 05 %, S < 0.02%，其余為 Fe。2. -種制備權利要求1所述的增加灰鑄鐵強度用孕育劑的制備方法，其特征是，將氮 化絡鐵、氮化猛鐵、娃媽、娃鋇合金破碎成0. 2-10mm顆粒后，按比例進行混合。3. 權利要求1所述的增加灰鑄鐵強度用孕育劑的使用方法，其特征是，將所述孕育劑 加入轉運包中，加入量為鐵水質量的0. 2-0. 5%，粒度為5-10mm。4. 權利要求1所述的增加灰鑄鐵強度用孕育劑的使用方法，其特征是，將所述孕育劑 加入澆包中，加入量為鐵水質量的0. 2-0. 5%，粒度為l-4mm。5. 權利要求1所述的增加灰鑄鐵強度用孕育劑的使用方法，其特征是，澆注時將所述 孕育劑隨流加入，加入量為鐵水質量的0. 1-0. 2%，0. 2-lmm。
【專利摘要】本發明公開了一種增加灰鑄鐵強度用孕育劑及其制備方法及其使用方法，屬于鑄造技術領域。該孕育劑通過把氮作為合金元素來看待，可顯著細化石墨、改變石墨形態、減小組織壁厚敏感性，并明顯增加珠光體含量，從而提高灰鑄鐵的抗拉強度，特別對高碳當量或高碳灰鑄鐵效果明顯。其化學成分及其重量百分比為：Si：25-35％，Mn10-20％，Cr10-20，C＜0.1％，Ca1-5％，Ba1-6％，N1-6％，P＜0.05％，S＜0.02％，其余為Fe。對于相同成分的原鐵水，相比硅鐵孕育劑，可提高灰鑄鐵的抗拉強度30-80MPa。
【IPC分類】C21C1/08, C22C33/08
【公開號】CN105039629
【申請號】CN201510280166
【發明人】劉南陔, 孫玉福, 萬海濤, 高昭龍
【申請人】濮陽市中壹電子科技有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年5月23日