无孕育生产球墨铸铁用的球化剂合金及其使用技术.pdf

本发明属于熔融态下铁类合金的球化处理，具体地说是无孕育生产球墨铸铁用的球化剂合金及其使用技术（也可称为球化处理工艺）。
    在本发明完成之前，用公知的球化剂合金（如：稀土硅铁镁合金（YB2502-77）见《铸铁及其熔炼》（机械工业出版社1984年4月出版）P94～101）对原铁水进行球化处理后还必须进行孕育处理方可浇注获得合格的球墨铸铁铸件。孕育处理虽然可以消除球化处理造成的白口倾向，获得铸态无自由渗碳体的铸件，但还有不足之处：生产成本高;工艺复杂;增硅量较多，终硅量值大，铸件的冲击韧性较差，且容易导致在铸件中出现缩孔、缩松、夹杂等铸造缺陷。

    本发明的目的在于，提供无孕育生产球墨铸铁用的球化剂合金及其使用技术。用本发明提供的球化剂合金和使用技术（也可以称为球化处理工艺），对原铁水进行球化处理后不需再进行孕育处理就可直接浇注生产铸态无自由渗碳体，缩孔、缩松、夹杂等铸造缺陷较少，终硅量值小的球墨铸铁铸件。

    本发明的特征在于，球化剂合金化学成分（重量%）为：Mg  4.0～5.5，∑Re  3.0～4.5，Si  51～53，Mn  2.80～3.10，Ca  3.50～3.75，Ti  1.20～1.50，Cr  0.07～0.10，Bi  0.007～0.012，Al  0.25～0.30，Ba  0.3～0.5，C  0.7～0.9，Fe余量。

    使用本发明提供的球化剂合金对原铁水进行球化处理，采用包底冲入法。它的加入量为被处理原铁水重量的1.4～2.0%，球化处理包内径：包深＝1∶2.5～3.0，被处理原铁水的温度控制在1420～1500℃。

    使用本发明提供的球化剂合金和球化处理工艺生产球墨铸铁，对原铁水进行球化处理后就可直接浇注球墨铸铁铸件。与已有技术（用稀土硅铁镁合金（YB2502-77）对原铁水进行球化处理后再进行孕育处理）相比，省去了孕育处理工序，降低了生产成本，简化了生产工艺。同时，消除了由孕育处理造成地缩孔、缩松、夹杂等铸造缺陷;减少了增硅量，终硅量值小，提高了铸件的冲击韧性。从而提高了铸件的整体质量。由于减少了增硅量，生产球墨铸铁用的金属炉料中可增加含硅量较高的原生铁或球墨铸铁回炉铁的使用量，扩大了生产球墨铸铁用的金属炉料的取材范围。

    下面是本发明的一个实施例。

    将140g化学成分（重量%）为：Mg 5.2，∑Re 4，Si 53，Mn 2.95，Ca 3.6，Ti 1.3，Cr 0.082，Bi 0.009，Al 0.28，Ba 0.41，C 0.9，Fe余量的球化剂合金放置于处理包（φ80×240mm，即内径：包深＝1∶3.0）内底部，上面复盖140g铁屑捣实，备用。把15Kg化学成份（重量%）为：C 3.85，Si 1.92，Mn 0.16，S 0.05，P 0.003的原生铁在中频感应电炉内熔化，升温至1440±10℃时倾入7Kg于定量包内，然后一次注入上述处理包内，待反应结束后，浇注两件试样：机械性能及金相组织检验试样（φ30×300mm）和缩孔、缩松检验试块（45×45×150mm）。检验结果为：机械性能及金相组织检验试样铸态无自由渗碳体，石墨球圆整，每平方毫米视野中石墨球数为350个，球化率为95%，拉伸强度σbb＝600MPa，布氏硬度HB227，延伸率δ＝5.5%;缩孔、缩松检验试块的集中缩孔体积V缩孔＝0.8cm3，缩松区域体积V缩松＝14.6cm3。增硅量为1.06%，终硅量的化学分析结果为2.67%。用公知技术（加入原铁水重量2%的稀土硅铁镁合金Xt Mg5～8对原铁水进行球化处理后，再加入原铁水重量1.5%的硅铁Si75进行孕育处理）处理同一炉原铁水浇注同样的缩孔、缩松检验试块的集中缩孔体积V缩孔＝4.26cm3，缩松区域体积V缩松＝33.6cm3。增硅量为2.02%，终硅量的化学分析结果为3.63%。由此可见，用本发明提供的球化剂合金和球化处理工艺处理的铁水浇注试样的缩孔、缩松铸造缺陷比用上述公知技术（球化处理+孕育处理）处理的铁水浇注试样的缩孔、缩松大大减少了，而且增硅量大大减少，终硅量值小，提高了试样的冲击韧性。