專利名稱：鑄鐵球化劑和球化處理方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及鑄造領域，即屬于鑄鐵球化處理工藝，該 工藝可以應用在高強鑄鐵件的小批量生產(chǎn)。
背景技術(shù)：
球墨鑄鐵件廣泛地應用于汽車、機器和設備制造的領域，生產(chǎn)球墨鑄鐵用球化劑種類是各種各樣的。目前，在生產(chǎn)中主要應用含鎂、稀土的中間合金作為球化劑。還存在一些其他球化劑，如純鎂、含鎂的機械混合物。選擇球化劑和球化處理方法主要取決于生產(chǎn)條件、鑄件的性能等。
專利CN86105963是一種利用純鎂做球化劑的鑄鐵球化處理方法。鎂塊放在包蓋內(nèi)，鎂塊與耐火磚包壁之間的縫隙用耐火材料沖實，鎂塊只一個面能與鐵水接觸，球化處理時，利用轉(zhuǎn)包機構(gòu)使鐵水包翻轉(zhuǎn)180°，待鎂塊完全熔化、氣化后，再反復翻轉(zhuǎn)鐵水包。缺點是需要專用的鐵水包。
專利CN85100068球化劑的主要化學成分為Mg5～10％；Re0～2％；Si0～10％，余量為鐵。球化劑(CN91108271.9)成分為Mg5-9％，Re0.5-3％，Ca3.5-5.0％，Ba1.5-4.5％，Si35-50％，Bi0.5-4.5％，其余為鐵。球化劑中含有大量的除金屬鎂以外的元素，嚴重制約獲得低硅球墨鑄鐵。
專利CN92105974.4用金屬鎂粉(或屑)與鐵粉(或屑)混合后壓制成型的鎂團塊作為脫硫劑，用沖入法對鑄鐵進行脫硫。該工藝適用于單件和小批量件大型球墨鑄鐵件的生產(chǎn)。其缺點是脫硫劑含有大量的Fe，將導致鐵水快速降溫。
俄羅斯專利(№1398405，C21C，1/10.)將金屬顆粒鎂和鐵硅合金的混合物放入中間包的底部，為了提高金屬鎂的吸收率和防止金屬飛濺，其上面覆蓋廢鋼料，然后澆注鐵水進行球化處理。該混合物中金屬鎂顆粒大小為0.05～0.145mm和鐵硅合金大小為0.05～1.0mm。采用金屬鎂粉和鐵硅合金混合物進行球化處理，在鐵水中加入金屬鎂的同時，伴隨著硅含量的增加，混合物中硅含量超過加入金屬鎂量的10～20倍，球化處理后的鐵水硅含量超過1.0％，無法獲得低硅(Si≤0.6％)高強鑄鐵。除此之外，球化混合物僅含有9％金屬鎂，大大增加了球化混合物的數(shù)量，也將導致鐵水快速降溫。
總之，純金屬鎂球化處理方法的缺點是需要專用設備、準備中間澆包的時間過長，而且無法對少量鐵水(≤50Kg)進行球化處理和浪費嚴重。而利用中間合金作為球化劑對鑄鐵進行球化處理，處理后的鐵水硅含量增加，不適合生產(chǎn)低硅高強球墨鑄鐵。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)以上情況，本發(fā)明的目的是提供一種不含硅元素的和稀土元素的含鎂混合物作為球化劑使鑄鐵球化的方法，它可以保證獲得不同含硅量的高強度鑄鐵。
鑄鐵球化劑，其特征在于由30～70％金屬鎂粉，18～60％MgO和10～12％粘結(jié)劑(如酚醛樹脂)組成，金屬鎂粉顆粒大小為0.05～0.145mm。
均勻彌散的鑄鐵球化劑在250～300℃進行固化，然后在1350～1450℃時通過鐘罩方法加入鐵水，進行球化處理。
本發(fā)明的優(yōu)點在于所推薦的球化劑含有70％的金屬鎂，沒有金屬飛濺，球化效果如同純鎂一樣，可以保證獲得不同含硅量的高強度鑄鐵，特別是處理少量鐵水。


圖1是本發(fā)明實施例的流程方塊圖。
圖2是本發(fā)明實施例的鐘罩結(jié)構(gòu)和混合物結(jié)構(gòu)示意圖1-鐘罩；2-金屬顆粒鎂；3-MgO；H-鐘罩的高度；D-鐘罩的直徑具體實施方式
下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進一步詳細說明。
表1～3中給出不同試驗鐵水球化處理的結(jié)果。
鐵水在20Kg或50Kg的非真空感應爐熔化。生鐵的化學成分3.70％C，0.51％Si，1.70％Al，0.60％Mn，0.10％P，0,04％S。球化混合物制備將60％金屬鎂粉，28％MgO，12％酚醛樹脂粘結(jié)劑均勻混合后，在300℃下固化、燒結(jié)。鐵水熔化，并過熱到1400℃，表面除渣之后，利用鐘罩方法將事先準備的球化混合物加入鐵水中。在液態(tài)金屬停止鼓泡之后，取出鐘罩，除渣并澆注。
為了優(yōu)化球化混合物的組元比例(實施例1～實施例9)，依然采用相同生鐵，其化學成分3.70％C，0.51％Si，1.70％Al，0.60％Mn，0.10％P，0,04％S。鐵水的重量保持為20Kg。通過調(diào)整煅燒后的MgO比例米控制金屬鎂與鐵水的反應速度。
如表1和2所示，實施例1～實施例4方案的球化混合物可以保證球化過程平穩(wěn)，沒有金屬飛濺，少量金屬鎂就可以使80～90％的石墨球化。
為了安全地把鑄鐵球化劑加入鐵水中，必須事先在250～300℃進行固化和燒結(jié)。低于250℃燒結(jié)制備的球化混合物在與鐵水接觸，進行球化處理過程中釋放大量氣體，大大減緩球化過程，降低鎂吸收率(實施例10)。在較高溫度進行燒結(jié)時，大量的金屬鎂在空氣中發(fā)生激烈氧化，增加金屬鎂的用量和降低球化效果(實施例9)。
在1350～1450℃溫度區(qū)間鑄鐵球化處理可以達到最佳效果。在較低溫度(實施例8)或在較高溫度(實施例7)球化處理鐵水將伴隨金屬鎂的吸收率降低，這是由于金屬鎂蒸發(fā)過程時間較長或金屬鎂在高溫下出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象。
不含硅球化混合物可以保證鐵水在球化過程中鑄鐵的硅含量的不變(表3)，這大大地擴大了申請的鑄鐵球化處理方法工藝可能性，并保證獲得低硅高強鋁球墨鑄鐵。
表1

表2

表3

權(quán)利要求
1.鑄鐵球化劑，其特征在于基于質(zhì)量百分比例，由30～70％金屬鎂粉，18～60％MgO和10～12％粘結(jié)劑組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵球化劑，其特征在于金屬鎂粉顆粒大小為0.05～0.145mm。
3.使用權(quán)利要求1所述的鑄鐵球化劑的球化方法，其特征在于將權(quán)利要求1所述的鑄鐵球化劑均勻彌散，在250～300℃進行固化，然后在1350～1450℃時通過鐘罩方法加入鐵水，進行球化處理。
全文摘要
鑄鐵球化劑和鐵水球化處理的方法，涉及鑄造領域，球化劑含有30～70％金屬鎂粉、18～60％MgO和10～12％粘結(jié)劑(如酚醛樹脂)，球化時將均勻彌散的混合物在250～300℃進行固化，然后利用鐘罩方法在1350～1450℃時加入鐵水，并進行脫硫、球化處理。孕育處理后，石墨球細小且圓整度好。利用此球化劑及其方法可獲得低硅(Si≤0.6％)高強鋁球墨鑄鐵。
文檔編號C22C33/10GK1986860SQ20061009785
公開日2007年6月27日 申請日期2006年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月16日
發(fā)明者張青來 申請人:江蘇大學