环保型的复合孕育剂的制备工艺的制作方法

本发明属于铸造领域，具体是一种环保型的复合孕育剂的制备工艺。

背景技术：

在铸造领域，使用量最多的是硅钡孕育剂，其中根据钡元素在孕育剂中的含量，又被分为低、中、高三种不同等级的硅钡孕育剂。其中由于钡元素具备良好的脱氧能力，在添加到铁水中时候能够形成稳定的氧化物，并且能够在铁水表面形成稳定的保护套，阻止氧以及氮的加入。此外硅钡孕育剂的抗衰能力极强，可以防范相关联的球化衰退，能够显著减少白口倾向，降低铸铁相对硬度，同时也能够极大提高铸件的切削加工性能。

但是，随着工业的发展，铸造领域中采用的还是传统的硅钡孕育剂，对于传统的硅钡孕育剂添加到铸造孕育的过程中会出现共晶团数量增多的情形，孕育效果不佳，因此制造一种孕育效果佳的环保型的复合孕育剂一直是本领域技术人员的研究热点。

技术实现要素：

本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种环保型的复合孕育剂的制备工艺，通过在传统的硅钡孕育剂中添加分粉末脱硫剂、以及金属锶的元素，本发明的孕育剂具备较强的脱氧性能，此外结合脱硫工艺提高孕育剂的抗衰能力，孕育效果更好。

本发明是这样实现的：

一种环保型的复合孕育剂的制备工艺，其特征在于，按照质量份计，所述的复合孕育剂由以下组分制备：75#硅铁65~70份；铝铁合金1~2份；金属锶1~2份；脱硫剂2~3份；所述的脱硫剂为氧化钙掺和三氧化二铁、工业苏打、碳化硅中的任意两种的组合，且所述的脱硫剂为粉末状，其脱硫剂的使用方式为喷粉脱硫；所述的制备工艺具体为：

步骤一、现将铝铁合金熔化炉升温预热，预热赶走熔化炉内部的废气，之后将质量份为1~2份铝铁合金运送至熔化炉中，之后升温至850~1000℃，直至铝铁合金呈熔融的状态为止；

步骤二、之后将75#硅铁65~70份掺入到步骤一的熔融状态的铝铁合金中，将铝铁合金熔化炉放入高温陶瓷炉中，将高温陶瓷炉升温至1550~1600℃，搅拌均匀并保温4~6小时，制备出硅铁铝熔融状；

所述的高温陶瓷炉在底部对称设置四组螺旋升降装置，所述的铝铁合金熔化炉利用卡扣与四组螺旋升降装置固定，通过四组螺旋升降装置旋转升降将铁合金熔化炉放入或者取出；所述的铝铁合金熔化炉、高温陶瓷炉均设置开口，且开口在铝铁合金熔化炉升降至高温陶瓷炉底部时，开口相重合，利用开口连接空压机。

步骤三、制备脱硫剂：筛选氧化钙粉末，筛选出其粒径小于1mm的氧化钙颗粒，在500~700℃的高温下将氧化钙颗粒与三氧化二铁、工业苏打、碳化硅中的任意两种混合，混合均匀后用冷水迅速冷却，冷却后破碎成细小颗粒；

步骤四、将破碎成细小粉末颗粒的粉末状脱硫剂输送至空压机中，利用空压机将粉末状脱硫剂喷至步骤二中的搅拌均匀的硅铁铝熔融状当中，同时利用惰性载气进行喷粉脱硫的工艺，直至空压机中的脱硫剂完全喷送至铝铁合金熔化炉中；

步骤五、继续将脱硫剂以及硅铁铝熔融搅拌均匀，同时利用空压机压入惰性气体；

步骤六、在步骤五搅拌均匀之后加入金属锶1~2份，同时升温至1350~1400℃，搅拌均匀，之后倒入模具中，冷却，切成破碎块即可。

进一步，所述的粉末状脱硫剂的粒径大小为：1~2mm；所述的三氧化二铁、工业苏打、碳化硅中的任意两种的组合时，两种组份质量比为1:1。

进一步，所述的喷粉脱硫中使用的载气为氮气。

进一步，所述的高温陶瓷炉内壁设置陶瓷纤维素材料。其中的陶瓷纤维素材料具有保温的作用。

进一步，所述的四组螺旋升降装置在高温陶瓷炉外通过电机控制旋转升降。

进一步，所述的铝铁合金熔化炉的炉口设置肩端，所述的肩端的外直径与高温陶瓷炉的外部直径相等，使得铝铁合金熔化炉在放置高温陶瓷炉中时，卡住稳定放置。

本发明与现有技术的有益效果在于：

本发明中通过在半成品中添加金属锶，锶元素与钡元素一样同属于一类型的作用，孕育效果一致，在不增加共晶团数量的情况下，依然具备很强的消除白口能力，其成本也较低；其次，通过本发明的高温陶瓷炉、四组螺旋升降装置、铝铁合金熔化炉装置间的相互配合，使得本发明的工艺步序紧凑，在具体的实践过程中，不需要额外的高温熔化炉，减少工艺成本；

本发明中采用氧化钙颗粒作为脱硫剂，可以脱除铁水中的杂质硫元素，并且喷粉脱硫的工艺脱硫的效果好，环保性能高，满足环保的要求，在加入脱硫剂之后继续升温处理，加入金属锶，对于铸铁件来说孕育效果显著，金属锶以及脱硫剂的结合对于厚薄不均的铸件孕育效果更强，能提高端面的均匀性。

附图说明

图1为本发明实施例中的铝铁合金熔化炉、空压机的连接示意图；

图2为本发明实施例中的铝铁合金熔化炉、螺旋升降装置、高温陶瓷炉的分解示意图；

其中，1-铝铁合金熔化炉，2-陶瓷纤维素材料，3-空压机，4-高温陶瓷炉，5-螺旋升降装置，6-肩端，7-卡扣。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下列举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

本实施例中的复合孕育剂按照质量份计，所述的复合孕育剂由以下组分制备：75#硅铁66份；铝铁合金1份；金属锶1.5份；脱硫剂2.5份；所述的脱硫剂为氧化钙掺和三氧化二铁、碳化硅中的组合，且所述的脱硫剂为粉末状，其脱硫剂的使用方式为喷粉脱硫；所述的制备工艺具体为：

步骤一、现将铝铁合金熔化炉1升温预热，之后将质量份为1份铝铁合金运送至熔化炉中，之后升温至850~1000℃，直至铝铁合金呈熔融的状态为止；

步骤二、之后将75#硅铁66份掺入到步骤一的熔融状态的铝铁合金中，将高温陶瓷炉4升温至1550~1600℃，搅拌均匀并保温4~6小时，制备出硅铁铝熔融状；

步骤三、制备脱硫剂：筛选氧化钙粉末，筛选出其粒径小于1mm的氧化钙颗粒，在500~700℃的高温下将氧化钙颗粒与三氧化二铁、碳化硅中的混合，混合均匀后用冷水迅速冷却，冷却后破碎成细小颗粒，所述的细小颗粒的粉末状脱硫剂的粒径大小为：1~2mm；

步骤四、将破碎成细小粉末颗粒的粉末状脱硫剂输送至空压机中，利用空压机将粉末状脱硫剂喷至步骤二中的搅拌均匀的硅铁铝熔融状当中，同时利用惰性载气氮气进行喷粉脱硫的工艺，直至空压机3中的脱硫剂完全喷送至铝铁合金熔化炉1中，如图1~2所示；

步骤五、继续将脱硫剂以及硅铁铝熔融搅拌均匀，同时利用空压机压入惰性气体；

步骤六、在步骤五搅拌均匀之后加入金属锶1.5份，同时升温至1350~1400℃，搅拌均匀，之后倒入模具中，冷却，切成破碎块即可。

对比实施例1

本实施例中的复合孕育剂按照质量份计，所述的复合孕育剂由以下组分制备：75#硅铁66份；铝铁合金1份；金属锶1.5份；所述的制备工艺具体为：

步骤一、现将铝铁合金熔化炉1升温预热，之后将质量份为1份铝铁合金运送至熔化炉中，之后升温至850~1000℃，直至铝铁合金呈熔融的状态为止；

步骤二、之后将75#硅铁66份掺入到步骤一的熔融状态的铝铁合金中，升温至1550~1600℃，搅拌均匀并保温4~6小时，制备出硅铁铝熔融状；

步骤三、在步骤二搅拌均匀之后加入金属锶1.5份，同时升温至1350~1400℃，搅拌均匀，之后倒入模具中，冷却，切成破碎块即可。

本对比实施例与实施例1的区别在于：不添加脱硫剂2.5份（所述的脱硫剂为氧化钙掺和三氧化二铁、碳化硅中的组合，且所述的脱硫剂为粉末状，其脱硫剂的使用方式为喷粉脱硫），具体的对比如表1所示,通过对比可知本发明的铸件具备更高的韧性以及更佳的力学性能。

实施例2

本实施例中的复合孕育剂按照质量份计，所述的复合孕育剂由以下组分制备：75#硅铁65份；铝铁合金1份；金属锶1份；脱硫剂2份；所述的脱硫剂为氧化钙掺和三氧化二铁、工业苏打，且所述的脱硫剂为粉末状，其脱硫剂的使用方式为喷粉脱硫；所述的制备工艺具体为：

步骤一、现将铝铁合金熔化炉1升温预热，之后将质量份为1份铝铁合金运送至熔化炉中，之后升温至850~1000℃，直至铝铁合金呈熔融的状态为止；

步骤二、之后将75#硅铁65份掺入到步骤一的熔融状态的铝铁合金中，升温至1550~1600℃，搅拌均匀并保温4~6小时，制备出硅铁铝熔融状；

步骤三、制备脱硫剂：筛选氧化钙粉末，筛选出其粒径小于1mm的氧化钙颗粒，在500~700℃的高温下将氧化钙颗粒与三氧化二铁、工业苏打混合，混合均匀后用冷水迅速冷却，冷却后破碎成细小颗粒，所述的细小颗粒的粉末状脱硫剂的粒径大小为：1~2mm；

步骤四、将破碎成细小粉末颗粒的粉末状脱硫剂输送至空压机中，利用空压机将粉末状脱硫剂喷至步骤二中的搅拌均匀的硅铁铝熔融状当中，同时利用惰性载气氮气进行喷粉脱硫的工艺，直至空压机3中的脱硫剂完全喷送至铝铁合金熔化炉1中；

步骤五、继续将脱硫剂以及硅铁铝熔融搅拌均匀，同时利用空压机压入惰性气体；

步骤六、在步骤五搅拌均匀之后加入金属锶1份，同时升温至1350~1400℃，搅拌均匀，之后倒入模具中，冷却，切成破碎块即可。

实施例3

本实施例中的复合孕育剂按照质量份计，所述的复合孕育剂由以下组分制备：75#硅铁70份；铝铁合金2份；金属锶2份；脱硫剂3份；所述的脱硫剂为氧化钙掺和工业苏打、碳化硅中的组合，且所述的脱硫剂为粉末状，其脱硫剂的使用方式为喷粉脱硫；所述的制备工艺具体为：

步骤一、现将铝铁合金熔化炉1升温预热，之后将质量份为2份铝铁合金运送至熔化炉中，之后升温至850~1000℃，直至铝铁合金呈熔融的状态为止；

步骤二、之后将75#硅铁70份掺入到步骤一的熔融状态的铝铁合金中，升温至1550~1600℃，搅拌均匀并保温4~6小时，制备出硅铁铝熔融状；

步骤三、制备脱硫剂：筛选氧化钙粉末，筛选出其粒径小于1mm的氧化钙颗粒，在500~700℃的高温下将氧化钙颗粒与工业苏打、碳化硅中的混合，混合均匀后用冷水迅速冷却，冷却后破碎成细小颗粒，所述的细小颗粒的粉末状脱硫剂的粒径大小为：1~2mm；

步骤四、将破碎成细小粉末颗粒的粉末状脱硫剂输送至空压机中，利用空压机将粉末状脱硫剂喷至步骤二中的搅拌均匀的硅铁铝熔融状当中，同时利用惰性载气氮气进行喷粉脱硫的工艺，直至空压机3中的脱硫剂完全喷送至铝铁合金熔化炉1中；

步骤五、继续将脱硫剂以及硅铁铝熔融搅拌均匀，同时利用空压机压入惰性气体；

步骤六、在步骤五搅拌均匀之后加入金属锶2份，同时升温至1350~1400℃，搅拌均匀，之后倒入模具中，冷却，切成破碎块即可。

表1

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。