专利名称:一种用于生产蠕墨铸铁的蠕化剂及其制造方法
一种用于生产蠕墨铸铁的蠕化剂，广泛应用于铸造行业。
蠕墨铸铁和普通灰铸铁相比，有较高的机械性能。和球墨铸铁相比有良好的导热性和抗热冲击性能，并且收缩小，易于制造内部组织致密的铸铁。因此蠕墨铸铁是一种具有优秀综合性能的新型结构材料。
当前工业上生产蠕铁的蠕化剂有很多种，其中应用最广的一种是英国铸铁协会发明的蠕化剂，含硅、镁、钛和稀土，余量为铁。其合金成分范围为(按重量比)硅30～80%;镁3～15%;钛3～25%;铈0.05～1.0%;余量为铁(见英国专利1427445)。该发明的特点是当原铁水含硫量发生变化时，及处理铁水的重量发生波动时，仍能制成蠕铁，这样在生产上易于稳定和降低因蠕化处理失败造成的废品率。但该合金主要以金属钛充当蠕化区扩大元素，因此存在下列两个缺点1、钛的熔点高，使得蠕化剂合金的熔炼工作十分困难，合金元素烧损严重，蠕化剂合金成分难以控制。2、钛是球化干扰元素，当铸造车间同时生产球铁和蠕铁时，蠕铁的回炉料不能混入球铁炉料，这就需要车间分别存放回炉料，给生产管理带来麻烦。
在我国另一种生产蠕铁的蠕化剂是稀土硅铁，典型牌号是×T21，其中含稀土元素总量20～＜23%、硅46%，余量为铁及不可避免的杂质元素锰、磷和硫。该蠕化剂不仅适宜我国稀土矿藏丰富的国情，而且可以节约进口的金属镁。但20多年来的生产实践表明，用稀土硅铁做蠕化剂的合金适宜加入量范围太窄。如用含稀土元素总量为21%的稀土硅铁合金处理不同含硫量铁水，其获得蠕墨铸铁的加入量范围如下
即对某一含硫量铁水，能制得蠕铁的稀土硅铁的加入量范围仅为0.1%，当处理铁水重量稍加波动时，就有可能得不到蠕铁。铁水少时得球铁，铁水多时则成灰铸铁。另外对于一定合金加入量，当铁水含硫量发生波动时(如变化0.01)，也会使蠕化处理失败。含硫量高了成灰铸铁，含硫量低了则成球铁。
本发明的目的就在于克服了上述两种类型蠕化剂存在的问题，研制出一种既不含钛，而且在铁水重量和铁水中含硫量发生波动时，也能可靠地生产出蠕墨铸铁的新型蠕化剂。
本发明的蠕化剂是用下列原材料炼成即稀土硅铁(加入量50～75%)，稀土镁硅铁(加入量1～12%)，硅钙(加入量1～10%)，铝锭(加入量0.5～2%)，黄铜(加入量20～45%)，当不用黄铜时，则铜(加入量10～30%)，锌(加入量4～8%)。这种蠕化剂合金成份范围为稀土总量15～24%，镁0.5～6%，铜10～30%，锌3～6%，铝0.5～2%，硅30～40%，钙0.5～5%，余量为铁及不可避免的杂质元素锰、磷和硫。上述合金成份中的稀土元素，镁和钙是使铸铁片状石墨变为蠕虫状石墨的蠕化元素。铜、锌和铝是扩大获得蠕铁范围，即扩大蠕化区的元素。镁和锌由于沸点低，蒸气压大，可以起到使蠕化剂更好地被铁水吸收的作用。硅是熔炼本合金的“溶剂”，它保证镁和稀土元素能均匀地分布在合金中。
本发明的蠕化剂可以在焦炭坩埚、油炉或电炉等多种熔化炉中熔制。其熔炼工艺是将稀土硅铁、稀土镁硅铁、硅钙和铜加在坩埚内熔化，至1250℃～1300℃时加入锌、铝锭，搅拌后浇入锭模中。如用二元黄铜切屑时，则是将黄铜、稀土硅铁、硅钙和稀土镁硅铁加入坩埚中快速升温熔化，至1250℃～1300℃，搅拌后加铝锭，然后倒入金属锭模中。该蠕化剂的处理方法是在添加合金后，铁水要进行孕育处理，孕育剂为硅铁。其中原铁水用电炉或冲天炉熔化。
本发明的蠕化剂合金可以在铁水重量和含硫量发生波动的条件下确保获得蠕墨铸铁，回炉料勿需特殊管理，给铸造车间的管理工作带来方便。
实施例用含稀土总量22.6%，镁2%，铜12.4%，锌5%，硅34%，钙2%，余量为铁及不可避免的杂质锰、磷和硫的合金生产蠕墨铸铁。
1、原铁水成份为C4.0%，Si1.72%，Mn0.68%，S0.033%，P0.056%，用不同蠕化剂加入量处理铁水，并加0.5%硅铁进行孕育。用蠕化处理后的铁水浇注三角试片及直径为30毫米的圆柱试棒。结果表明合金加入量在0.7～1.5%时，皆能得到蠕化率大于50%的蠕墨铸铁，合金适宜加入范围为0.8%。
其详细测试数据如下
该例表明本发明蠕化剂可在合金加入量较大变化，即铁水重量控制的并不十分准确的情况下生产出合格的蠕墨铸铁。
2、对含硫量为0.033%及0.056%的铁水皆加入1.4%的蠕化剂合金，并加0.5%的硅铁进行孕育。处理后的铁水分别浇注成三角试片及直径为30毫米的圆柱试棒，结果两个试棒均得到蠕墨铸铁。其测试数据如下
该例表明当铁水含硫量发生较大波动时(达0.023%)，本发明仍能生产出蠕墨铸铁。
参考文献1、英国专利1427445说明书发表日期1976年3月10日2、蠕虫状石墨铸铁，科学技术出版社1979年P13页。
权利要求
1.一种用于生产蠕墨铸铁的蠕化剂，通常有两种，一种含硅、镁、钛和稀土元素，另一种为稀土硅铁，含稀土元素、硅和铁，本发明的特征在于，这种蠕化剂由下列原材料熔炼成稀土硅铁(加入量50～75%)，稀土镁硅铁(加入量1～12%)，硅钙(加入量1～10%)，铝锭(加入量0.5～2%)，黄铜(加入量20～45%)，当不用黄铜时，则铜(加入量10～30%)，锌(加入量4～8%)。
2.按照权利要求
1的蠕化剂，其特征在于合金成份范围是稀土总量15～24%，镁0.5～6%，铜10～30%，锌3～6%，铝0.5～2%，硅30～40%，钙0.5～5%，余量为铁及不可避免的杂质元素锰、磷和硫。
3.按照权利要求
1或2的蠕化剂，其处理方法特征在于添加合金后铁水要进行孕育处理，所用孕育剂为硅铁。
4.按照权利要求
1或2的蠕化剂，其特征在于原铁水用电炉或冲天炉熔化。
专利摘要
本发明是一种用于生产蠕墨铸铁的蠕化剂。这种蠕化剂是用以下原材料熔炼而成，其中稀土硅铁(加入量50～75％)，稀土镁硅铁(加入量1～12％)，硅钙(加入量1～10％)，铝锭(加入0.5～2％)，黄铜(加入量20～45％)，当不用黄铜时，则铜(加入量10～30％)，锌(加入量4～8％)。本发明利用了我国丰富的稀土矿藏，节约了进口的金属镁，舍掉了球化干扰元素钛，从而使铸造车间回炉料勿需特殊管理，给生产带来了方便。另外本发明的蠕化剂，可以在铁水重量和含硫量发生波动的情况下可靠地生产出蠕墨铸铁。
文档编号C22C33/00GK87104138SQ87104138
公开日1988年10月12日 申请日期1987年6月15日
发明者苏应龙, 李平, 张学昆 申请人:北京工业大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan