电磁场提高蠕墨铸铁蠕化率的方法 所属技术领域
本发明属于一种蠕墨铸铁的生产方法，特别是涉及一种利用电磁场来提高蠕墨铸铁的蠕化率和蠕化稳定性的生产方法。
背景技术
蠕墨铸铁良好的机械性能、热稳定性和良好的铸造性能引起了广泛的重视，在汽车发动机缸体、缸盖、排气管、刹车毂以及钢锭模和玻璃模具制造中获得了广泛应用。
目前，生产蠕墨铸铁的关键问题是蠕化率不稳定，而蠕化率的提高取决于蠕墨铸铁中蠕虫状石墨的形成和稳定。现有的蠕墨铸铁的生产方法主要有三种：(1)用少量的球化剂(含Mg、Ce)处理铁水，使铁水不完全球化；(2)用球化及反球化元素(如Ti、Al)同时处理铁水；(3)以稀土元素为主，配以其它元素构成复合蠕化剂处理铁水。三种方法都受铁水中原始硫、氧含量的影响，镁残留量范围小(Mg残＝0.015～0.02％)，蠕化率不稳定。钛作为干扰元素，适宜放宽加入量范围(Mg残＝0.015～0.03％；Re残＝0.015～0.03％)，在一定程度上提高了生产的稳定性，但钛的积累问题也不利于生产。
【发明内容】
本发明的目的是为了解决已有生产方法中存在的蠕化率低和蠕化不稳定的问题，利用一种脉冲电磁场来增大蠕化率，并放宽蠕墨铸铁中的镁和稀土残留量范围，提高生产的稳定性，最终获取的产品中蠕化率可达75％以上。
实现本发明目的的技术方案是：首先在温度为1420～1450℃向化学成分(Wt％)为C：3.4～3.8％，Si：2.2～2.6％，Mn：0.5～0.8％地铁水中加入蠕化剂和孕育剂，进行蠕化处理后，将铁水浇入铸型，要点是向浇注的铁水施加一种脉冲电磁场，最终获取蠕化率达到75％以上的蠕墨铸铁。蠕墨铸铁中的镁和稀土残留量范围为Mg残＝0.01～0.05％，Re残＝0.01～0.03％。
上述向铁水中所加入的蠕化剂为稀土镁合金，成分(Wt％)为：Re6.65％，Mg10.20％，Ca2.13％，Si 41.48％；其加入量为铁水总量的0.8～1.6％。加入的孕育剂为75SiFe合金，加入量为0.5％。
本发明所解决的关键技术问题是向浇注的铸铁中施加的脉冲磁场是一种间断换向行波磁场，它是由行波磁场发生器，通过时间继电器控制定时换向形成正向开2s，间断关1s，反向开2s的脉冲磁场。所加磁场频率为50赫兹，磁感应强度为0.01～0.03T。
本发明与已有技术相比较，最显著的进步和积极效果是：对铁水加足够量的蠕化剂进行处理，对上述熔体施加一种交替换向的行波磁场，由于电磁搅拌作用和感应电流的热效应破坏了石墨核心周围奥氏壳的稳定性，促进石墨的分枝生长，使凝固组织中球状石墨数量减少，蠕虫状石墨增多，最终使蠕化率显著提高。附图2和附图3是在铁水经过相同条件处理后，在不同凝固条件下的同一组试块的石墨形态。图2是未受脉冲电磁场干扰所形成的组织，其石墨形态主要为球状石墨约占80％；图3是铁水受脉冲电磁场干扰的凝固组织，石墨形态发生显著变化，球状石墨数量减少，蠕虫状石墨明显增多，约占80％以上。由此说明本发明采取的技术方案是积极有明显效果的。为蠕墨铸铁生产开辟了一条新的途径。
【附图说明】
图1是本发明实验装置结构示意图；
图2是无磁场作用下形成的球墨铸铁中的石墨形态；
图3是受磁场作用下形成的球墨铸铁中的石墨形态。
图1中1.铸件，2.铸型，3.电磁线圈。
【具体实施方式】
下面是本发明选用蠕化剂对铁水进行蠕化处理所作的实施例，其蠕化处理的温度为1420～1450℃，电源频率为50赫兹，磁感应强度为：0.01～0.03T，其中例1、3、5、7是蠕化处理后的铁水未施加脉冲磁场的实验参数和结果；例2、4、6、8、是蠕化处理后的铁水施加脉冲磁场的实验参数和结果。
实例1-8所选用的铁水化学成分(Wt％)为C：3.4～3.8％，Si：2.2～2.6％，Mn：0.5～0.8％。
实施例参数实施例 蠕化剂加入量 (Wt％) 孕育剂加入量 (Wt％) 磁场开关时 间石墨形态 残留Mg％ 残留Re％ 蠕化率 例1 0.4 0.5 无磁场片状石墨 0.004 0.008 0 例2 0.4 0.5 开2S；关1S片状石墨 0.004 0.008 0 例3 0.8 0.5 无磁场蠕虫状+球状 0.012 0.010 30％ 例4 0.8 0.5 开2S；关1S蠕虫状+球状 0.012 0.010 85％ 例5 1.2 0.5 无磁场蠕虫状+球状 0.041 0.012 10％ 例6 1.2 0.5 开2S；关1S蠕虫状+球状 0.041 0 012 80％ 例7 1.6 0.5 无磁场球状 0.048 0.023 0 例8 1.6 0.5 开2S；关1S蠕虫状+球状 0.048 0.023 75％