專利名稱：一種耐低溫沖擊、高韌性球墨鑄鐵用的專用球化劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄造用球化劑生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種生產(chǎn)耐低溫沖擊、高韌性球墨鑄鐵件用的專用球化劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的關(guān)鍵零部件輪轂、底座、變速箱體等為耐低溫沖擊、高韌性球墨鑄鐵件。由于工作條件十分惡劣、安裝維修成本高，因此對(duì)其鑄件質(zhì)量要求非常高；如鑄件機(jī)械性能方面要求_40°C時(shí)低溫沖擊值大于12J，同時(shí)強(qiáng)度大于370Mpa ;金相組織確保鑄件本體球化率> 85%、鐵素體> 95% ;鑄件必須進(jìn)行表面磁粉探傷和超聲波探傷，以確保無夾渣、縮松、碎塊狀石墨等缺陷。傳統(tǒng)的普通球化劑無法滿足生產(chǎn)此類球墨鑄鐵件的要求，另外其稀上含量偏高(質(zhì)量百分比2-6% )，浪費(fèi)了寶貴的稀土資源。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種專用球化劑，用本發(fā)明的專用球化劑可滿足生產(chǎn)耐低溫沖擊、高韌性球墨鑄鐵件的要求；同時(shí)節(jié)約稀土資源。本發(fā)明專用球化劑各組分的質(zhì)量百分比為RE(稀土元素)0.5-1.5% ;Mg:4-7% ；Si :42-49% ；Ca :0. 5-3% ；A1 S 0. 5% ；MgO < 0. 4% ；Fe :余量。本發(fā)明的專用球化劑要求純凈度高，成分穩(wěn)定、偏析小，粒度控制嚴(yán)格且分布合理。本發(fā)明專用球化劑使用時(shí)的有益效果是鑄件Mg殘留控制在O. 036-0. 040%低限時(shí)，球化率> 85%，抗衰退能力強(qiáng)；Mg吸收率高，比一般球化劑加入量減少20-30%;球化反應(yīng)產(chǎn)生的渣少，鑄件夾渣缺陷明顯減少，磁粉探傷通過率明顯提高；球化率> 85%，石墨球數(shù)120-150個(gè)，鑄件縮松傾向明顯減少，超聲波探傷通過率明顯提高。傳統(tǒng)普通的球化劑中稀土含量一般為2-6%，本發(fā)明專用球化劑中稀土(RE)含量為O. 5-1.5%，節(jié)約了寶貴的稀土資源。本發(fā)明專用球化劑的制備方法包括如下步驟I、將硅鐵、除銹廢鋼加入感應(yīng)電爐內(nèi)熔化，過程中加入常規(guī)除渣劑除渣。溫度達(dá)到1420-1450°C時(shí)加入硅鈣合金、稀土金屬并全部熔化完畢。整個(gè)熔化過程時(shí)間控制在45_60mino2、熔化結(jié)束后，向合金液面吹入惰性氣體保護(hù)，合金溫度保持在1420-1480°c，將金屬鎂壓入合金液中，保持2-5min,金屬鎂熔化完畢。3、最終在1300-136(TC，并在惰性氣體保護(hù)條件下進(jìn)行澆鑄成錠。
4、合金錠在專用設(shè)備中進(jìn)行破碎，再篩分出符合使用要求粒度的合金。經(jīng)過多家鑄造廠的大量試驗(yàn)和驗(yàn)證，各項(xiàng)性能指標(biāo)均符合要求，產(chǎn)品質(zhì)量得到極大提升，經(jīng)濟(jì)效益明顯提高。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例1 :將硅鐵99. 4公斤、除銹廢鋼53公斤加入感應(yīng)電爐內(nèi)熔化，過程中加入除渣劑除渣。溫度在1430°C時(shí)加入硅鈣合金5. 7公斤、稀土金屬(稀土金屬為鑭鈰稀土金屬，其中以質(zhì)量百分比計(jì)為含鑭(La) 30-40%，鈰(Ce) 60-70%) I. 6公斤，并全部熔化完畢。整個(gè)熔化過程時(shí)間在50min。熔化結(jié)束后，向合金液面吹入惰性氣體保護(hù)，合金溫度保持在1450°C，將金屬鎂11公斤壓入合金液中，保持3min，金屬鎂熔化完畢。最終在1350°C，并在惰性氣體保護(hù)條件下進(jìn)行澆鑄成錠。合金錠在專用設(shè)備中進(jìn)行破碎，再篩分出符合使用要求粒度的合金。這樣制得的球化劑的化學(xué)成分重量百分比為RE 0. 96%,Mg 5. 89%,Si :45. 6%,Ca 0. 87%, Al :0. 28%, MgO :0. 32%, Fe :余量。用該球化劑制備的球墨鑄鐵性能指標(biāo)如下表
機(jī)械性能金相組織σ b osδ Akv(-40°C) 球化率球徑基體378.3 249.2 20.6 14. 14. 1590%6F其中ob-抗拉強(qiáng)度，os-屈服強(qiáng)度，δ-斷后伸長(zhǎng)率，Akv(_40°C )_沖擊功，下同。實(shí)施例2 將硅鐵198公斤廢鋼106公斤加入感應(yīng)電爐內(nèi)熔化，過程中加入除渣劑除渣。溫度在1440°C時(shí)加入硅鈣合金11. 5公斤稀土金屬(稀土金屬為鑭鈰稀土金屬，其中以質(zhì)量百分比計(jì)為含鑭(La) 30-40%，鈰(Ce) 60-70% ) 3. 3公斤，并全部熔化完畢。整個(gè)熔化過程時(shí)間在53min。熔化結(jié)束后，向合金液面吹入惰性氣體保護(hù)，合金溫度保持在1450°C，將金屬鎂22. 2公斤壓入合金液中，保持4min，金屬鎂熔化完畢。最終在1340°C，并在惰性氣體保護(hù)條件下進(jìn)行澆鑄成錠。合金錠在專用設(shè)備中進(jìn)行破碎，再篩分出符合使用要求粒度的合金。這樣制得的球化劑的化學(xué)成分重量百分比為RE:0. 91%，Mg 6.01%, Si :46.8%,Ca 0. 91%, Al 0. 26%, MgO :0. 31%, Fe :余量。用該球化劑制備的球墨鑄鐵性能指標(biāo)如下表
機(jī)械性能金相組織 ---}-υ-1----—~j-1σ b a sδ Akv (-40°C) 球化率球徑基體
373.5246 28.6 16.14.1691%6F實(shí)施例3 將硅鐵213公斤、除銹廢鋼115公斤加入感應(yīng)電爐內(nèi)熔化，過程中加入除渣劑除渣。溫度在1450°C時(shí)加入硅鈣合金12. 3公斤、稀土金屬(稀土金屬為鑭鈰稀土金屬，其中以質(zhì)量百分比計(jì)為含鑭(La) 30-40%，鈰(Ce) 60-70%) 3. 5公斤，并全部熔化完畢。整個(gè)熔化過程時(shí)間在60min。熔化結(jié)束后，向合金液面吹入惰性氣體保護(hù)，合金溫度保持在1450°C，將金屬鎂24公斤壓入合金液中，保持4min，金屬鎂熔化完畢。最終在1350°C，并在惰性氣體保護(hù)條件下進(jìn)行澆鑄成錠。合金錠在專用設(shè)備中進(jìn)行破碎，再篩分出符合使用要求粒度的合金。這樣制得的球化劑的化學(xué)成分重量百分比為RE 0. 92%,Mg 5. 98%,Si :46. 1%,Ca 0. 95%, Al :0. 23%, MgO :0. 30%, Fe :余量。用該球化劑制備的球墨鑄鐵性能指標(biāo)如下表
權(quán)利要求
1.一種耐低溫沖擊、高韌性球墨鑄鐵用的專用球化劑，其特征在于，專用球化劑各組分的質(zhì)量百分比為RE 0. 5-1. 5% ；Mg :4-7% ；Si :42-49% ；Ca :0. 5-3% ；A1 0. 5% ；MgO < 0. 4% ；Fe :余量。
2.權(quán)利要求I所述的專用球化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 Al、將硅鐵、除銹廢鋼加入感應(yīng)電爐內(nèi)熔化，過程中加入常規(guī)除渣劑除渣;溫度達(dá)到1420-1450°C時(shí)加入硅鈣合金、稀土金屬并全部熔化完畢；整個(gè)熔化過程時(shí)間控制在45_60min ； A2、熔化結(jié)束后，向合金液而吹入惰性氣體保護(hù)，合金溫度保持在1420-1480°C，將金屬鎂壓入合金液中，保持2-5min，金屬鎂熔化完畢； A3、最終在1300-1360°C，并在惰性氣體保護(hù)條件下進(jìn)行澆鑄成錠； A4、合金錠在專用設(shè)備中進(jìn)行破碎，再篩分出符合使用要求粒度的合金。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐低溫沖擊、高韌性球墨鑄鐵用的專用球化劑及其制備方法，各組分的質(zhì)量百分比為RE0.5-1.5％；Mg4-7％；Si42-49％；Ca0.5-3％；Al≤0.5％；MgO＜0.4％；Fe余量。本發(fā)明的專用球化劑要求純凈度高，成分穩(wěn)定、偏析小，粒度控制嚴(yán)格且分布合理。本發(fā)明專用球化劑使用時(shí)的有益效果是鑄件Mg殘留控制在0.036-0.040％低限時(shí)，球化率＞85％，抗衰退能力強(qiáng)；Mg吸收率高，比一般球化劑加入量減少20-30％；球化反應(yīng)產(chǎn)生的渣少，鑄件夾渣缺陷明顯減少，磁粉探傷通過率明顯提高；球化率＞85％，石墨球數(shù)120-150個(gè)，鑄件縮松傾向明顯減少，超聲波探傷通過率明顯提高。傳統(tǒng)普通的球化劑中稀土含量一般為2-6％，本發(fā)明專用球化劑中稀土含量為0.5-1.5％，節(jié)約了寶貴的稀土資源。
文檔編號(hào)C22C33/10GK102615255SQ20121008103
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者陳明 申請(qǐng)人:江蘇亞峰合金材料有限公司