[发明专利]一种将灰铁A型石墨边缘钝化的孕育剂及其使用方法

说明书

本发明公开了一种将灰铁A型石墨边缘钝化的孕育剂及其使用方法，孕育剂包括以下重量百分数的成分：Ca：2～6％、Ba：3～10％、Re：10～30％，Si：50～65％，其余为Fe。使用方法为：熔炼：以生铁、回炉料、废钢、石墨增碳剂、硅铁、锰铁、纯铜为炉料；孕育，包括出炉孕育、倒包孕育和随流孕育，出炉孕育和倒包孕育分别加入0.1～0.4wt％和0.2～0.6wt％的孕育剂，随流孕育加入0.1～0.2wt％的粒度为0.2～0.7mm的硅钙钡；浇注。本发明的孕育剂，元素成分种类少，成本低廉；钝化率可达40％，能大大提高铸件的抗拉强度，B型石墨生成少，没有其他不良金相组织和气孔缺陷，应用前景好。

技术领域

本发明属于冶金铸造生产技术领域，涉及一种应用于灰铁铸件生产过程中的铁水熔炼的孕育剂及其使用方法，尤其涉及一种将灰铁A型石墨边缘钝化的孕育剂及其使用方法。

背景技术

目前，由于汽车类零部件从节能减排方面考虑需要降低铸件重量，蠕铁件因为生产条件控制比较严格生产成本较高而难以大量推广，而灰铁石墨边缘钝化具有生产控制简单、生产成本低、可以明显提高灰铁件机械性能等特点被越来越多的铸造厂采纳。灰铁件中的石墨一般以A型石墨为主，石墨边缘钝化通过加入一些化学成分，使片层状石墨的边缘以圆弧状生长，防止边缘长成尖角。

本领域针对石墨边缘钝化技术进行了相关研究，提供了不少改善A型石墨尖角的孕育剂。如CN 107881408A公开了一种金相石墨钝化灰铸铁及其制备方法，虽然其一定程度上能够实现石墨钝化，但由于该专利中采用熔炼方法和钙钡孕育剂均与普通灰铁生产工艺相差不大，对石墨钝化起作用的元素也没有提及，实际生产过程中孕育剂的成分、加入量与加入时间各方面都需要精确控制，操作难度大，难以稳定的得到理想的石墨钝化效果；CN110257580 A公开了一种用于改善灰铸铁中石墨形态的孕育剂及其制备工艺，虽然其一定程度上能够实现石墨钝化，但是由于锆元素对A型石墨边缘钝化起到的作用不明显，同时其成本过高，此外其通过控制氮元素实现石墨钝化石墨析出的同时氮在石墨生长较快的尖端聚集，阻碍了碳的扩散路径。促使石墨向两侧长大，石墨片变粗尖角变钝，但铁水中氮含量控制难度大，氮含量过少起不到石墨钝化的作用，过多则铸件容易出现气孔缺陷，因此并不适合广泛推广，还有运用该专利生产出的灰铁件钝化率也不高，一般在20％～30％，无法满足很多客户对灰铁件A型石墨钝化率的要求；CN 110777292 A公开了一种对片状石墨铸铁的片状石墨进行尖端钝化的生产方法，虽然其一定程度上能够实现石墨钝化，但该专利组分过于复杂(加入了包括氮化铬、蠕化剂以及硅锶孕育剂在内的多种物质)，其中氮化铬和蠕化剂可以起到A型石墨钝化的效果，但是需要严格控制加入量，加入量偏多会有铸件气孔、铸件石墨出现蠕虫状等缺陷，而锶的加入将大大增加铸件的生产成本，硅锶会与蠕化剂中的铈稀土发生反应而降低使用效果，此外在实际应用中其具有生产操作复杂、成本高的问题；此外，还有不少市面上的改善A型石墨尖角的孕育剂存在成分比较复杂、使用时需要控制的条件也比较多、生产控制不当容易造成白口多、大量D型石墨、大量B型石墨以及气孔等缺陷的问题。

因此，开发一种成本低廉、处理工艺简单、控制简便、石墨钝化率高且生产稳定性好的灰铁石墨边缘钝化孕育剂极具现实意义。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术控制条件多、孕育剂元素含量多、孕育剂加入种类多，石墨钝化率不足且稳定性不好的缺陷，提供一种成分简单、操作简单、石墨钝化率高且生产稳定性好的将灰铁A型石墨边缘钝化的孕育剂及其使用方法。采用该孕育剂可以简化铸件企业生产A型石墨边缘钝化铸件的操作，铸件石墨钝化率的百分含量仅取决于孕育剂关键元素Re、Ba、Ca的含量以及孕育剂的加入量，孕育剂中关键元素的含量等比例增加、孕育剂加入量多则灰铁铸件钝化率就高，对铸件没有气孔、石墨形态恶化、出现渗碳体等副作用且加入方法与生产普通灰铁没有差异，操作简单，极具推广价值。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种将灰铁A型石墨边缘钝化的孕育剂，包括以下重量百分数的成分：