一種提高球墨鑄鐵件中殘留鎂量的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種提高球墨鑄鐵件中殘留鎂量的方法，通過喂線設(shè)備將包含有碳化硅的包芯線添加到球鐵鐵水中。本發(fā)明通過在包芯線中添加碳化硅，利用SiC的脫氧性、孕育作用和長(zhǎng)效性，有效的降低了球鐵鐵水中的含氧量，減少了鎂的消耗，從而提高了球墨鑄鐵件的殘留鎂量。
【專利說明】-種提局球墨鑄鐵件中殘留鎂量的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鑄鐵材料【技術(shù)領(lǐng)域】，具體說是一種提高球墨鑄鐵件中殘留鎂量的方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，有效地提高了鑄鐵的機(jī)械性能， 特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強(qiáng)度。球墨鑄鐵是20世紀(jì)五十年代發(fā)展 起來的一種高強(qiáng)度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，正是基于其優(yōu)異的性能，已成功地用于 鑄造一些受力復(fù)雜，強(qiáng)度、韌性、耐磨性要求較高的零件。球墨鑄鐵已迅速發(fā)展為僅次于灰 鑄鐵的、應(yīng)用十分廣泛的鑄鐵材料。所謂"以鐵代鋼"，主要指球墨鑄鐵。
[0003] 包芯線喂線技術(shù)是近幾年興起的一種爐外精煉技術(shù)，被廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代煉鋼和球 墨鑄鐵球化的喂絲技術(shù)中，能凈化鋼夾雜物形態(tài)，提高鋼水可鑄性，改善鋼的使用性能，并 能顯著提高合金的收得率，降低合金消耗，降低煉鋼成本，經(jīng)濟(jì)效益顯著。目前，用來進(jìn)行球 鐵鐵水加鎂處理的包芯線共有三類：即以純鎂為芯劑的包芯線，以金屬鎂+硅鐵為芯劑的 包芯線，以及以多元復(fù)合高鎂合金為芯劑的包芯線。用得最廣的是高鎂合金包芯線，用包芯 線進(jìn)行加鎂處理具有合金回收率高，處理結(jié)果穩(wěn)定，可以消除煙氣對(duì)作業(yè)環(huán)境的影響等優(yōu) 點(diǎn)。有數(shù)據(jù)表明，只要包芯線的合金含鎂量達(dá)到25%，就可在經(jīng)濟(jì)上勝過傳統(tǒng)的沖入法。但 即便是采用高鎂合金包芯線生產(chǎn)球鐵，也只能進(jìn)行球鐵鐵水的加鎂處理，而無法減少球鐵 鐵水中鎂的消耗，球墨鑄鐵件中殘留鎂量低的問題一直未能得到很好的解決。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高球墨 鑄鐵件中殘留鎂量的方法。
[0005] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：
[0006] 一種提高球墨鑄鐵件中殘留鎂量的方法，通過喂線設(shè)備將包含有碳化硅的包芯線 添加到球鐵鐵水中。
[0007] 本發(fā)明的有益效果在于：通過在包芯線中添加碳化硅，利用SiC的脫氧性、孕育作 用和長(zhǎng)效性，有效的降低了球鐵鐵水中的含氧量，減少了鎂的消耗，從而提高了球墨鑄鐵件 的殘留鎂量。

【具體實(shí)施方式】
[0008] 為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式予以說明。
[0009] 本發(fā)明最關(guān)鍵的構(gòu)思在于：用既能增碳、增硅，又能起預(yù)孕育作用的碳化硅添加到 包芯線中并利用包芯線喂線技術(shù)生產(chǎn)球墨鑄鐵，利用SiC的脫氧性、孕育作用和長(zhǎng)效性，有 效的降低了球鐵鐵水中的含氧量，減少了鎂的消耗，從而提高了球墨鑄鐵件的殘留鎂量。此 外，SiC無論溫度低或高，均可達(dá)到好的孕育效果。在鐵液中SiC的溶解階段是石墨析出前 必經(jīng)的中間過程，對(duì)于球墨鑄鐵，碳化硅孕育預(yù)處理則促進(jìn)增加鑄鐵的石墨球數(shù)，提高球化 率，改善石墨球的圓整度。
[0010] 具體的，SiC對(duì)解決本發(fā)明技術(shù)方案所起的作用原理如下：
[0011] 1、脫氧性=SiC與液渣相或液態(tài)金屬中的氧相互反應(yīng)，釋放出大量燃燒熱，因此形 成的SiO 2在這種情況下迅速逸出，加強(qiáng)了反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)條件，這種特性對(duì)球鐵鐵水的脫氧 過程是很有幫助的。
[0012] SiC 進(jìn)行脫氧反應(yīng)式為：Si+02 = SiO2, C+02 = CO2
[0013] 對(duì)于鐵液中的[FeO] :3[Fe0]+SiC = 3[卩6] + 6102)+〇)+0(熱量）
[0014] 對(duì)于渣中[FeO] :(FeO+SiC = [Fe] + [Si]+C0+Q (熱量）
[0015] SiC的熔點(diǎn)為2700°C，在鐵液中不熔化，按下列反應(yīng)式融熔于鐵液：
[0016] SiC+Fe - FeSi+C (非平衡石墨）在上式中SiC里的Si與Fe結(jié)合，余下的C就是 非平衡石墨，作為石墨析出的核心。非平衡石墨使鐵液中C不均勻分布，局部C元素過高， 微區(qū)會(huì)出現(xiàn)"碳峰"。這種新生的石墨有很高的活性，它與碳的失配度為零，因此很容易吸收 鐵液中的碳，孕育效果極其優(yōu)越。由此可以看出SiC就是這樣一種硅基生核劑。
[0017] 2、孕育作用和長(zhǎng)效性
[0018] SiC孕育劑顆粒表面生成的SiO2膜阻隔（或延緩）了碳、硅元素在熔液中的擴(kuò)散 過程，防止過快自身濃度勻化，減少石墨衰退，十分利于長(zhǎng)效孕育。用SiC做孕育劑所得到 的石墨核心數(shù)要比FeSi的多，一方面，"碳"直接做了核心；另一方面，富Si微區(qū)使它附近 的"碳"過飽和，以石墨析出。核心數(shù)量多與受SiO 2膜保護(hù)，以及富Si、富C的液體"圍墻" 擋住這三條件，足以使它變成長(zhǎng)效孕育劑。
[0019] 基于上述作用原理，本發(fā)明提供了一種提高球墨鑄鐵件中殘留鎂量的方法，即通 過喂線設(shè)備將包含有碳化硅的包芯線添加到球鐵鐵水中。
[0020] 從上述描述可知，本發(fā)明的有益效果在于：通過在包芯線中添加碳化硅，利用SiC 的脫氧性、孕育作用和長(zhǎng)效性，有效的降低了球鐵鐵水中的含氧量，減少了鎂的消耗，從而 提高了球墨鑄鐵件的殘留鎂量。
[0021] 進(jìn)一步的，所述碳化硅先與高鎂合金混合后，再填充在帶鋼中制造出包芯線。
[0022] 進(jìn)一步的，所述碳化硅先與金屬鎂粒、硅鐵、稀土硅和硅鈣混合后，再填充在帶鋼 中制造出包芯線。
[0023] 進(jìn)一步的，所述包芯線中含有以下重量份的成分：碳化硅1-10份，鎂20-45份，稀 土 0-10份，鈣2-10份，除碳化硅外的其他硅30-50份。
[0024] 進(jìn)一步的,所述包芯線的加入量為球鐵鐵水質(zhì)量的0. 85%。
[0025] 實(shí)施例1
[0026] (1)將碳化硅與高鎂合金混合后，填充在帶鋼中制造出包芯線，控制包芯線的成分 含量為：碳化硅I-IOwt %，鎂20-45wt %，稀土 O-IOwt %，鈣2-10wt %，除碳化硅外的其他硅 30-50wt% ；
[0027] (2)通過喂線設(shè)備將上述包芯線添加到球鐵鐵水中，包芯線的加入量為球鐵鐵水 質(zhì)量的0.85%。
[0028] 實(shí)施例2
[0029] (1)將碳化硅與金屬鎂粒、硅鐵、稀土硅和硅鈣混合后，填充在帶鋼中制造出 包芯線，控制包芯線的成分含量為：碳化硅I-IOwt %，鎂20-45wt %，稀土 O-IOwt %，鈣 2-10wt%，除碳化娃外的其他娃30-50wt% ;
[0030] (2)通過喂線設(shè)備將上述包芯線添加到球鐵鐵水中，包芯線的加入量為球鐵鐵水 質(zhì)量的0.85%。
[0031] 對(duì)比例
[0032] 通過喂線設(shè)備將一般包芯線添加到球鐵鐵水中，包芯線的加入量為球鐵鐵水質(zhì)量 的 0· 85%。
[0033] 將上述實(shí)施例1-2的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與對(duì)比例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果如下表1所示。
[0034] 表 1
[0035]

【權(quán)利要求】
1. 一種提高球墨鑄鐵件中殘留鎂量的方法，其特征在于：通過喂線設(shè)備將包含有碳化 硅的包芯線添加到球鐵鐵水中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高球墨鑄鐵件中殘留鎂量的方法，其特征在于：所述碳化 硅先與高鎂合金混合后，再填充在帶鋼中制造出包芯線。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高球墨鑄鐵件中殘留鎂量的方法，其特征在于：所述碳化 硅先與金屬鎂粒、硅鐵、稀土硅和硅鈣混合后，再填充在帶鋼中制造出包芯線。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高球墨鑄鐵件中殘留鎂量的方法，其特征在于：所述包芯 線中含有以下重量份的成分：碳化硅1-10份，鎂20-45份，稀土 0-10份，鈣2-10份，除碳化 娃外的其他娃30-50份。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的提高球墨鑄鐵件中殘留鎂量的方法，其特征在于：所述包芯 線的加入量為球鐵鐵水質(zhì)量的〇. 85%。
【文檔編號(hào)】C22C33/10GK104328331SQ201410705920
【公開日】2015年2月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月28日
【發(fā)明者】高鴻魁, 范希華, 陳美育, 鄒衛(wèi)民, 顏玉萍 申請(qǐng)人:三祥新材股份有限公司