[发明专利]用于CADI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CADI铸铁的非晶孕育剂及其制备方法和使用方法。

背景技术

含碳化物等温淬火球墨铸铁(CADI)是由等温淬火球墨铸铁(ADI)发展而来的新型球墨铸铁材料，它是在等温淬火球墨铸铁成分的基础上，添加一定量的碳化物形成元素，经等温淬火后，使组织中存在10％～20％碳化物。

CADI是通过将少量Cr、Si、Mn等元素优化组合，配以合理的冶炼工艺、球化处理和炉前孕育控制技术，以及调节材料凝固时的冷却速度，合理控制等温淬火热处理工艺参数所获得得具有石墨球、10％～20％碳化物和奥铁体金相组织的强韧性球墨铸铁。

炉前孕育采用的孕育剂是市售的普通孕育剂。

发明内容

本发明的一个目的在于公开一种用于CADI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。

本发明为实现上述目的采取以下技术方案：本发明的用于CADI铸铁的非晶孕育剂，包括以下重量百分比的各元素：50-78的Si，0.2-2.5的Ca，0.5-2.5的Al，0-0.4的Cu，0-1.5的Sr，0-2.5的Zr，0-0.09的CeO₂，余量为Fe。

所述非晶孕育剂各元素重量百分比组成是：70-78的Si，0.2-0.8的Ca，0.5-2.5的Al，0-0.4的Cu，0-0.09的CeO₂，余量为Fe。

所述非晶孕育剂各元素重量百分比组成是：64-73的Si，0.5-2.0的Ca，0.5-2.5的Al，0-0.4的Cu，0-0.06的CeO₂，余量为Fe。

所述非晶孕育剂各元素重量百分比组成是：68-75的Si，0.5-1.5的Ca，0.5-2.5的Al，0-0.4的Cu，0-0.09的CeO₂，余量为Fe。

所述非晶孕育剂各元素重量百分比组成是：50-60的Si，0.5-2.5的Ca，0.5-2.5的Al，0-0.4的Cu，0-0.07的CeO₂，余量为Fe。

所述非晶孕育剂各元素重量百分比组成是：68-76的Si，0.5-0.8的Ca，0.5-2.5的Al，0-0.4的Cu，0-0.09的CeO₂，0.6-1.5的Sr，余量为Fe。

所述非晶孕育剂各元素重量百分比组成是：68-76的Si，0.5-1.5的Ca，0.5-2.5的Al，0-0.4的Cu，0-0.09的CeO₂，1.5-2.5的Zr，余量为Fe。

本发明的非晶孕育剂制备方法：将粒度为2-8mm的非晶孕育剂合金原料放入真空快淬炉的水冷铜坩埚，调节电极位置，使之与坩埚内的原料合金颗粒之间的距离为0.5～1.5mm，关闭炉门、进出料口和放气阀，抽真空至3-4×10^-3Pa后充入氩气，真空快淬炉炉内压力保持为-0.04～-0.06Pa，起弧后调节弧电流逐步上升至650～800A，将坩埚内的原料合金熔化，待该合金原料全部熔化成液态时，倾斜该坩埚使得该合金熔液通过流道引至高速旋转的水冷钼轮使之极速凝固形成薄带状并沿钼轮切线方向抛出，落入真空炉体下部的收料仓得到非晶孕育剂，钼轮边缘线速度为46～55m/秒，钼轮表面温度为10～12℃。

所述薄带状非晶孕育剂，其平均厚度0.1～0.2mm，平均宽度0.3～0.7mm，平均长度0.7～0.8mm。

本发明非晶孕育剂的使用方法：在浇注前，将CADI铸铁熔液从运转包倒入浇注包时随铁流添加非晶孕育剂；或，将非晶孕育剂直接铺设在浇注包底面，CADI铸铁熔液从运转包倒入浇注包时与其混合，非晶孕育剂的添加量是浇注包CADI铸铁熔液的0.02～0.6WT.％。

本发明的有益效果和优点在于：本非晶孕育剂可以降低界面能，使得液态时的分子间的结合能力大大减少，增加原子跳跃、移动的能力，从而使得液态原子近程有序的长度变短，提高了铁水的流动性；并且使液态凝固时的过冷度增加，形核核心显著增加，改变了凝固方式，减少凝固温度区间，具有细化晶粒、细化微观组织的显著特点。本非晶孕育剂可以使CADI铸铁的碳化物组织变得细小、分布较均匀，单位面积的石墨球数显著增多，并且球径较小、较圆整，从而大幅度提高了CADI铸铁铸件的综合机械性能，特别是抗拉强度平均可提高25％以上。

本非晶孕育剂中特定的元素的作用如下：

Si：促进石墨化、脱氧、脱氮作用；