[发明专利]一种抗球化衰退的复合孕育剂及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明涉及孕育剂，具体的说是一种抗球化衰退的复合孕育剂及其制备工艺。

背景技术

球墨铸铁是在灰铸铁的基础上发展起来的一种有价值的高强度铸铁材料。球墨铸铁由于石墨呈球状分布，大大降低了对基体的割裂作用，其力学性能比灰铸铁有显著的提高，综合性能接近于钢。正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。

球化衰退和球化不良是球墨铸铁独有的缺陷。原铁水经球化处理后，炉前球化良好，在铸件上球化不好；或者同一浇包的铁液，先浇注的铸件球化良好，后浇注的铸件球化不良。或者是铁水放置一定时间后，石墨无限生长，球化效果下降，这种现象称为球化衰退。球化衰退和球化不良从而使球铁铸件达不到所规定的力学性能而报废。

减少或避免球铁铸件发生球化衰退，是铸造企业提高产品质量，降低成本，提升经济效益的一个重要途径。寻找合适的方法或孕育剂减少或避免球铁铸件发生球化衰退，提高铸造产品质量，是非常必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种抗球化衰退的复合孕育剂及其制备工艺，加强球化效果，细化石墨球，增加石墨球数，改善石墨球圆整度，使石墨球分布均匀，降低球化衰退，延长孕育有效时间，进而提高球铁铸件力学性能的抗球化衰退的复合孕育剂，降低生产成本，提高球墨铸铁的品质。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种抗球化衰退的复合孕育剂，复合孕育剂的组分按质量百分比为：Si：55-65%，Ca：1.0-2.0%，Ba：4.0-6.0%，Mg：0.5-2.0%，RE：0.1-1.5%，Al：1.5max%，余量Fe。

本技术方案还公开了复合孕育剂的制备工艺，该制备工艺按以下步骤进行：

步骤1：先准备原材料，化验所需原材料的成分，然后按复合孕育剂组分的比例进行称重；

步骤2：先向中频感应炉中加入铁含量高的硅铁，再加入铁含量低和不含铁的其他金属；

步骤3：将中频感应炉的电压调至300-500V、电流调至400-640A，然后对原材料进行加热融化，加热时间为45-60min，温度为1200-1250℃，待中频感应炉炉料全部融化后，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉，进入下道工序；

步骤4：复合孕育剂出炉前，先将中频感应炉的电压调至0V，然后倾炉将熔融的抗球化衰退的复合孕育剂缓慢地浇入浇铸模锭中，待复合孕育剂温度降至450-500℃，进行热出模；

步骤5：待复合孕育剂冷却至室温后，用行车将抗球化衰退的复合孕育剂吊至堆放场地，整齐堆放；

步骤6：然后将复合孕育剂放入破碎机中粉碎，颗粒度为0.1-1.5mm即可。

本技术方案与现有孕育剂不同之处在于：抗球化衰退的复合孕育剂中添加了球化元素镁和稀土，是本技术方案保护的重点，经研究成果表明，在球铁铸件中加入RE等元素不但提高了石墨球数，石墨球的平均直径也相应减小，这主要归结于RE、Ca等元素可与Mg、S形成高熔点的化合物，作为石墨形核的异质核心，同时RE还起到保护Mg的球化作用，因此改善了球铁的组织。

核心越多，形成的石墨数量就越多。但是核心的存在仅仅是石墨球形成的一个必要条件， Mg、RE元素能清除S、O对石墨棱面的吸附作用，从而使石墨棱面与基面获得大致相同的生长速度，是石墨成球的更重要因素。

本技术方案中公开了复合孕育剂的制备工艺，该制备工艺中采用中频感应炉，中频感应炉利用中频电源建立中频磁场，使铁磁材料内部产生感应涡流并发热，达到加热材料的目的。先加入含铁量高的原料是充分利用中频电磁感应加热的原理，加快炉料升温，减少生产时间，降低成本。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的抗球化衰退复合孕育剂，复合孕育剂的组分按质量百分比为：Si：55%，Ca：1.0%，Ba：4.0%，Mg：0.5%，RE：0.1%，Al：1.0%，余量Fe

前述的抗球化衰退复合孕育剂，复合孕育剂的组分按质量百分比为：Si：65%，Ca：2.0%，Ba：6.0%，Mg：2.0%，RE：1.5%，Al：1.5%，余量Fe。