專利名稱：鑄鐵用型內孕育塊的制造方法
技術領域：
本發(fā)明屬于工程材料領域，涉及一種鑄鐵用型內孕育塊的制造方法。
背景技術：
孕育處理技術在鑄鐵生產中的重要性早已被人們所認識，它已經成為生產優(yōu)質鑄鐵件的重要環(huán)節(jié)，也是生產薄壁、復雜、高強度鑄鐵及改善鑄件加工性能的有效措施。孕育劑的作用具有時效性，即孕育效果隨著時間的延長而減弱，因此孕育劑加入鐵液的時間越接近鐵液凝固的時間，其效果就越好，通常采用的孕育技術為隨流孕育和型內孕育。型內孕育屬于瞬時孕育，由于其效果好、操作方便、適合于流水線生產而廣泛應用。型內孕育時，孕育劑是以孕育塊的形式放在鑄型內，在澆注時隨鐵水的流入而逐漸熔化，溶解在鐵水中起到孕育作用。粘結成型工藝是通過在孕育劑顆粒或粉末中加入粘結劑，當粘結劑固化后，使孕育劑形成一定形狀孕育塊的成型工藝。這種工藝相對于其他成型工藝而言，具有成型工藝簡單、不需要大型的設備投入、成本低的優(yōu)點。
目前在成型過程中多采用有機粘結劑，如石蠟、聚乙烯醇(PVA)、硬脂酸等，由于粘結成型的孕育塊中孕育劑顆粒僅僅依靠粘結劑的粘結強度，在運輸和存放過程中孕育塊易損壞，重量精度降低；在金屬液的沖刷作用下，孕育塊容易潰散，造成鑄件局部過孕育，而有的部位孕育不足。實驗證明，在充型過程中，由于有機粘結劑分解形成汽化保護膜，阻礙了金屬液與孕育塊的反應，使孕育塊不能溶解，造成不孕育。有的采用無機粘結劑，如水玻璃，在成型過程中，水玻璃易與硅鐵顆粒反應，形成化合物層，阻礙先充型的鐵水與孕育劑的反應，造成孕育滯后。孕育塊中的粘結劑在與孕育劑顆?；旌虾?，在孕育劑顆粒的表面形成一層粘結劑薄膜，在金屬液與孕育劑顆粒反應時，首先是在高溫金屬液使粘結劑薄膜破壞，然后金屬液才能與孕育劑顆粒反應，這樣增加了孕育劑與金屬液的反應阻力，造成孕育滯后。而且由于粘結劑加入量較多(一般為3～5％)，粘結劑高溫分解產生的氣體、殘留物等進入鑄件中，容易產生氣孔、夾雜缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明是為了解決孕育塊溶解速度不均勻的問題，提出一種鑄鐵用型內孕育塊的制造方法是采用硼酸、硼砂作粘結劑，通過壓力機將孕育劑顆粒加壓成型。具體步驟為A、采用6～12目的75硅鐵顆粒，采用硼酸、硼砂作粘結劑；B、將硼酸、硼砂按1∶1的比例混合，然后加入乙醇溶液，攪拌使硼砂、硼酸溶解，形成飽和溶液；C、將硼酸、硼砂的乙醇飽和溶液按1.5～5％的重量百分比加入到孕育劑中，并混合均勻；D、將混合均勻的孕育劑加入模具中，施加80～150Mpa的壓力成型；F、成型后的孕育塊放在40～60℃烘干箱內烘烤2～3小時后，除去孕育塊中殘留的水分和乙醇。該孕育塊的壓力成型方法，采用較高壓力成型，減少了粘結劑加入量；采用無機粘結劑硼酸、硼砂的乙醇飽和溶液作粘結劑，避免了有機粘結劑對孕育塊溶解特性的影響，有利于孕育塊溶解均勻；該孕育塊在溶解過程中，逐層融化，均勻溶解，無潰散現象，因為采用壓力粘結成型的孕育塊在成型過程中，大的顆粒被壓碎，形成新鮮的硅鐵表面，在澆注過程中，孕育塊在金屬液的沖刷作用下，由于邊角效應，表面部分粉末狀的孕育劑進入行腔，起到孕育作用，解決了孕育滯后的問題，而后續(xù)的顆粒在溶解過程中，由于孕育劑顆粒間存在機械結合力，金屬液的沖刷作用不會使孕育塊潰散，并且由于在成型過程中大顆粒孕育劑的破碎，增加了新鮮的硅鐵表面，減小了孕育劑與金屬液的反應阻力，保證孕育塊均勻溶解；盡管孕育劑顆粒表面存在一層粘結劑，但由于在低溫下便分解，分解產物能夠稀釋硅鐵氧化層與金屬液反應形成的熔渣，使熔渣能夠被金屬液沖刷走，而不黏附在硅鐵與金屬液反應界面；解決了普通粘結劑產生大量粘稠性熔渣的缺陷。
具體實施例方式應用本發(fā)明的方法，采用硼酸、硼砂作粘結劑，通過壓力機將孕育劑顆粒加壓成型。并采取以下步驟進行A、采用6～12目的75硅鐵顆粒，采用硼酸、硼砂作粘結劑；B、將硼酸、硼砂按1∶0.5～1的比例混合，然后加入乙醇溶液，攪拌使硼砂、硼酸溶解，形成飽和溶液；C、將硼酸、硼砂的乙醇飽和溶液按1.5～5％的重量百分比加入到孕育劑中，并混合均勻；D、將混合均勻的孕育劑加入模具中，施加80～150Mpa的壓力成型；F、成型后的孕育塊放在40～60℃烘干箱內烘烤2～3小時后，除去孕育塊中殘留的水分和乙醇。
采用6～12目的75硅鐵顆粒，按GB2277-87要求。采用硼酸、硼砂作粘結劑，硼砂、硼酸屬無機粘結劑，其發(fā)氣性很小，并且在高溫下的分解產物能夠稀釋硅氧化層與金屬液反應形成的熔渣，使熔渣能夠被金屬液沖刷帶走，而不黏附在硅鐵與金屬液反應界面，促進硅鐵顆粒的溶解。使用時，將硼酸、硼砂按1∶0.5～1的比例混合，然后加入乙醇溶液，攪拌使硼砂、硼酸溶解，形成飽和溶液。將硼酸、硼砂的乙醇飽和溶液按1.5～5％的重量百分比加入到孕育劑中，并混合均勻。將混合均勻的孕育劑加入到一定形狀的模具中，施加80～150Mpa的壓力成型。在壓力的作用下，孕育劑顆粒與模具表面摩擦，顆粒破碎，在成型的孕育塊表面無顆粒狀的孕育劑；同樣，模具中的孕育劑顆粒通過壓力傳遞，相互擠壓，孕育劑表面的氧化層破壞，大部分顆粒甚至破碎，產生新鮮的硅鐵表面，有利于孕育劑與金屬液的反應。同時，在壓力的作用下，孕育劑顆粒之間通過相互擠壓產生機械結合力，這有利于減小粘結劑的加入量可以減少。成型后的孕育塊放在40～60℃烘干箱內烘烤2～3小時后，除去孕育塊中殘留的水分和乙醇，從而減少了乙醇對鑄件的影響，而硼酸、硼砂殘留在孕育塊中，其殘留量小于1％，這樣就達到了減少粘結劑加入量的目的。
根據上述工藝步驟，采用不同配比進行試驗，測得試驗數據及試驗結果見表1的型內孕育塊試驗數據通過實驗證明，該壓力成型的孕育塊反應平穩(wěn)、溶解速度均勻，滿足實際生產的需要。
本發(fā)明制造的孕育塊形狀為圓錐臺形，在孕育塊的頂部有一凹坑。
表1 型內孕育塊試驗數據

權利要求
1.一種鑄鐵用型內孕育塊的制造方法是采用硼酸、硼砂作粘結劑，通過壓力機將孕育劑顆粒加壓成型。
2.如權利要求1所述的鑄鐵用型內孕育塊的制造方法的具體步驟為A、采用6～12目的75硅鐵顆粒，采用硼酸、硼砂作粘結劑；B、將硼酸、硼砂按1∶1的比例混合，然后加入乙醇溶液，攪拌使硼砂、硼酸溶解，形成飽和溶液；C、將硼酸、硼砂的乙醇飽和溶液按1.5～5％的重量百分比加入到孕育劑中，并混合均勻；D、將混合均勻的孕育劑加入模具中，施加80～150Mpa的壓力成型；F、成型后的孕育塊放在40～60℃烘干箱內烘烤2～3小時后，除去孕育塊中殘留的水分和乙醇。
全文摘要
本發(fā)明屬于工程材料領域，涉及一種鑄鐵用型內孕育塊的制造方法是采用硼酸、硼砂作粘結劑，通過壓力機將孕育劑顆粒加壓成型。具體步驟為A、采用6～12目的75硅鐵顆粒，采用硼酸、硼砂作粘結劑；B、將硼酸、硼砂按1∶1的比例混合，然后加入乙醇溶液，攪拌使硼砂、硼酸溶解，形成飽和溶液；C、將硼酸、硼砂的乙醇飽和溶液按1.5～5％的重量百分比加入到孕育劑中，并混合均勻；D、將混合均勻的孕育劑加入模具中，施加80～150MPa的壓力成型；F、成型后的孕育塊放在40～60℃烘干箱內烘烤2～3小時后，除去孕育塊中殘留的水分和乙醇。采用該方法制造的孕育塊在溶解過程中，逐層融化，均勻溶解，無潰散現象，解決了孕育滯后的問題和普通粘結劑產生大量粘稠性熔渣的缺陷。
文檔編號B22D1/00GK1410193SQ02139259
公開日2003年4月16日 申請日期2002年11月7日 優(yōu)先權日2002年11月7日
發(fā)明者曾大新, 張元好, 何漢軍, 賴俊傳 申請人:湖北汽車工業(yè)學院