[发明专利]用于球墨铸铁的非晶孕育剂及其制备方法和使用方法

说明书

技术领域

本发明属于铸铁合金，特别是涉及用于球墨铸铁的非晶孕育剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

球墨铸铁是在熔炼过程中经过球化处理，使石墨形成球状的一种铸铁，它具有较高的机械性能和良好的铸造性能，由于球铁生产成本比铸钢低，机械性能比一般铸铁好，因此球墨铸铁得到了广泛应用。但是，球墨铸铁共晶凝固时间较长，容易产生球化衰退，石墨畸形等原因将导致球墨铸铁的力学性能显著下降。

目前提高球墨铸铁性能的主要方法是：1、合理选择化学成分，增加镍、铜、铬、钛、钨等合金元素，但材料成本增加。2、通过热处理改变基体组织结构，但增加能源消耗。3、通过铁液孕育处理提高球化率和强韧性，增加石墨球数使铸态的铁素体数量增加，提高其延伸率。

现在普遍使用的孕育剂是细粒状料、由粉料加粘结剂制成的块料或预制块，存在改性不彻底特别是对于铸件强度的改善效果差的实际问题。

授权公告号CN103111609B公开了一种非晶态合金孕育处理铸造铝合金方法，所述孕育剂包括Zr系、Ni系、Cu系、Al系和Ti系多元非晶合金，成分按原子百分比为：Zr50Cu50；Zr55Cu30Al10Ni5；Zr65Cu15Al10Ni10；(Zr55Cu30Al10Ni5)95La5；Ni60Nb25Ti15；Ni70Nb10Ti10Zr10；Cu47Ti34Zr11Ni8；Cu47Ti34Zr11Ni8；Ti50Cu45Ni5；Ti50Cu45Ni5；Al84Ni10La6；(1)孕育剂的制备：a)在高纯氩气的保护下，将按一定比例混合的纯金属物料，在高真空多功能电弧炉中熔炼成合金，并吸铸成棒材；b)然后将棒材通过高真空感应加热单辊旋淬系统制成非晶条带。孕育处理的工艺参数为：将制备好的非晶薄带在铝合金浇铸之前加入铝合金熔体，铝合金熔体温度为750℃-770℃；非晶孕育剂加入量为铝合金重量的0.05-1.0wt.％；孕育处理时间为15-600秒；辅助机械搅拌0-300秒；辅助超声震荡0-180秒。该方法的孕育剂是薄条带状，便于在熔体中分散、均匀，其团簇和纳米晶逐步分散于铝合金熔体中，作为α-Al的异质形核核心，显著地增加了铝合金熔体中初生α-Al形核的核心数量，从而十分明显地细化了α-Al晶粒。

授权公告号CN102011026B公开了航空紧固件用钛合金及其制备方法，其中涉及的非晶钛合金孕育剂的原料按元素的质量百分比为Cu：10％～15％、Ni：10％～15％、Al：1％～5％、V：1％～5％、Fe：3％～10％、B：1％～5％、Zr：5％～10％、Cr：1％～5％，余量为Ti；非晶钛合金孕育剂的制备采用极速冷却法，首先在真空电弧炉的真空度压力值＞2×10^-3Pa，起弧后的弧电流200A～300A，原料全部熔化后随炉冷却至室温，得到钛合金铸锭，再将所得钛合金铸锭在水冷铜坩埚中反复上述熔化和冷却至室温的熔炼操作过程4次～6次，得到成分相对均匀的钛合金铸锭，再将该成分相对均匀的钛合金铸锭在抽真空至真空度＞2×10^-3Pa的真空退火炉中于900℃～1100℃温度均匀化退火7h～10h，制得成分完全均匀化的钛合金铸锭；最后高纯氩气至真空度的压力值为0.06Pa～0.08Pa，将原料放入非自耗真空电弧炉的水冷铜坩埚中，调节钨电极位置，使之与水冷铜坩埚内放入的非晶钛合金孕育剂原料之间的距离为0.5mm～1.5mm，关闭炉门和放气阀，抽真空至真空度压力值＞2×10^-3Pa后，随后充入高纯氩气至真空度的压力值为0.06Pa～0.08Pa，起弧后调节弧电流逐步上升至200A～300A，整个过程都用高纯氩气保护，至全部原料熔化，随炉冷却至室温，得到钛合金铸锭，再将所得钛合金铸锭在水冷铜坩埚中反复上述熔化和冷却至室温的熔炼操作过程4次～6次，得到成分相对均匀的钛合金铸锭，将该成分相对均匀的钛合金铸锭在抽真空至真空度＞2×10^-3Pa的真空退火炉中于900℃～1100℃温度均匀化退火7h～10h，制得成分完全均匀化的钛合金铸锭；最后通过快淬法得到非晶钛合金条带，即为非晶钛合金孕育剂。

发明内容

本发明的一个目的在于公开一种用于球墨铸铁的非晶孕育剂，另一目的在于公开所述非晶孕育剂的制备方法，再一个目的在于提供所述非晶孕育剂的使用方法。