专利名称：蠕墨铸铁及其制造工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种蠕墨铸铁及其制造工艺。
背景技术：
蠕墨铸铁(以下简称蠕铁)是20世纪70年代开始得到应用的工程材料，但40年来发展速度不如球铁那样迅速。影响蠕铁发展的重要原因之一就是蠕化率范围难以控制。ISO标准和国标都把蠕化率彡80%定义为蠕墨铸铁，但同时也指出，由于冷却速度对蠕化率影响很大，因此具体到每一种铸件，并不是一概要求蠕化率处处为80%以上，可以根据铸件的结构和实际使用情况确定其最佳的蠕化率。然而现有技术工艺下存在两大难题a).蠕化率范围难以控制，相同生产条件下， 不同处理包次的蠕化率相差(极差)可能达到5(Γ70%，而允许的极差应< 30% ；b).高蠕化率难以获取，很多重要蠕铁件如汽车发动机缸体、缸盖，要求蠕化率> 70%甚至> 80%。同时，现有蠕化技术的衰退时间较短，导致较多铁水未能在衰退前完成浇铸，只能回炉重炼。所以为了稳定控制蠕化率，延长蠕化衰退时间，需要对其制造方法进行改进。
发明内容
为了解决现有技术所存在的上述问题，本发明提供了一种蠕墨铸铁及其制造方法，以提高蠕化效果，减少蠕化率极差。本发明技术方案是这样构成的一种蠕墨铸铁的制造工艺，步骤依次为炉料准备、铁液熔炼、蠕化处理和浇注铸件，所述的蠕化处理过程中，添加蠕化剂伴侣；所述蠕化剂伴侣包含下列元素Ca、Ba、Sb或Bi、C、Si和Fe，各元素成分的重量分数比为Ca 1广14份、Ba 4 7份、Sb或Bi 18 23份、C5 8份、Si 43 48份、Fe 9 13份。蠕化剂伴侣加入量为铁水重量的O. 2^0. 5%。该蠕化剂伴侣加入铁水中可以优化蠕化环境，提高蠕化效果。作为优化，蠕化处理过程可采用缓释蠕化法，使铁水先与蠕化剂伴侣接触反应，再与蠕化剂接触反应。所述缓释蠕化法如下在蠕化处理的装置中设置堤坝，堤坝一边放置蠕化剂，并在蠕化剂上覆盖缓释隔层；堤坝另一边放置蠕化剂伴侣。所述的缓释隔层为碎铁料或孕育剂。所述的蠕化剂分层铺于蠕化装置中，层与层之间使用缓释隔层隔开。所述制造工艺中可采用现有蠕化剂，也可采用如下改进的蠕化剂所述的蠕化剂为合金，其包含下列重量分数比的元素成分La 9 12份，Ce 7 10份，Mg4 6份，Ca 2飞份，Si 36 44份，Fe 22 42份。该蠕化剂加入量占铁液重量的O. 4 1· 4%。作为改进，所述的蠕化剂中还包含一种以上的如下成分A1 O. 5^1份、SnO. 03 O. 08 份、Sb O. 02 O. 08 份。
采用本发明所述的制造方法得到的蠕墨铸铁，性能如下抗拉强度350_506Mpa，伸长率I. 5-6. 0%，硬度HB 143-211，珠光体量25%_65%。较之现有技术而言，本发明具有以下优点采用本发明所述的技术方案，可以得到较稳定蠕化的铁水，提高了得到的蠕化铸铁的合格率。配合所述的缓释蠕化法和所述的改进的蠕化剂在进一步提高蠕化效果、減少蠕化率极差的同时，还可以控制蠕化剂与铁水的反应速度，延缓其衰退过程，减少铁水的回炉率。本发明得到的螺星铸铁白ロ倾向小，螺虫状石星的长厚比较小(即螺虫 状石星显得厚)，塑韧性好。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明内容进行详细说明。采用本发明所述的蠕墨铸铁的制造エ艺与传统制造エ艺进行对比实验。实验条件如下采用无芯エ频炉熔炼，炉料为铸造生铁、废钢和回炉料，原铁水成分(重量百分比)C 3. 7 3. 9%、Si I. 8 2. 0%、Mn < O. 4%、P 彡 O. 05%S く O. 025%,出炉温度1510 1540°C，所浇铸件·Λ型试块。蠕化剂伴侣包含下列元素Ca、Ba、Sb或Bi、C、Si和Fe，各元素成分的重量分数比为Ca 11 14份、Ba 4 7份、Sb或Bi 18 23份、C 5 8份、Si 43 48份、Fe 9 13份。蠕化剂伴侣加入量为铁水重量的O. Γ0. 5%。实验中分别采用下列蠕化剂蠕化剂A (高稀土镁钙合金)成分Re 18%、Mg 3%、Ca 4%、A1 O. 8%、Si 40%, Ba 2%、余为Fe。加入量为铁水重量的O. 6、. 8%。蠕化剂B (低稀土镁钛钙合金)成分=Re I I. 5%、Mg 4 6%、Ti 3 5%、Ca2 4%、Si40 45%，余为Fe。加入量为铁水重量的I. (Tl. 2%。蠕化剂Cl (本发明中改进的蠕化剂)成分La 9 12份，Ce 7 10份，Mg 4 6份，Ca2 5份，Si 36 44份，Fe 22 42份。加入量为铁水重量的O. 6 O. 8%。蠕化剂C2 (本发明中改进的蠕化剂)成分La 9 12份，Ce 7 10份，Mg 4 6份，Ca2 5 份，Si 36 44 份，Fe 22 42 份，Al O. 5 I 份，Sn O. 03 O. 08 份，SbO. 02 O. 08 份。加入量为铁水重量的O. 6^0. 8%。实验中采用的如下蠕化方法进行对比缓释蠕化法在蠕化处理的装置中设置堤坝，堤坝ー边放置三层蠕化剂，层与层之间使用缓释隔层隔开，并在最上层蠕化剂上覆盖缓释隔层；堤坝另ー边放置蠕化剂伴侣。缓释隔层为铁屑。传统蠕化法蠕化处理过程中，蠕化剂直接铺于蠕化装置中。实验结果如表一所示，采用本发明所述的技术方案，可以得到较稳定蠕化的铁水，提高了得到的蠕化铸铁的合格率。配合所述的缓释蠕化法和所述的改进的蠕化剂在进一歩提高蠕化效果、減少蠕化率极差的同时，还可以控制蠕化剂与铁水的反应速度，延缓其衰退过程，减少铁水的回炉率。
表一本发明技术方案与现有技术对比实验结果
权利要求
1.一种蠕墨铸铁的制造工艺，步骤依次为炉料准备、铁液熔炼、蠕化处理和浇注铸件，其特征在于所述的蠕化处理过程中，添加蠕化剂伴侣；所述蠕化剂伴侣包含下列元素Ca、Ba、Sb或Bi、C、Si和Fe，各元素成分的重量分数比为Ca 1广14份、Ba 4 7份、Sb或Bi 18^23份、C 5 8份、Si 43 48份、Fe9 13份。
2.根据权利要求I所述的蠕墨铸铁的制造工艺，其特征在于所述蠕化剂伴侣加入量为铁水重量的O. 2 O. 5%。
3.根据权利要求I所述的蠕墨铸铁的制造工艺，其特征在于蠕化处理过程中，铁水先与蠕化剂伴侣接触反应，再与蠕化剂接触反应。
4.根据权利要求3所述的蠕墨铸铁的制造工艺，其特征在于在蠕化处理的装置中设置堤坝，堤坝一边放置蠕化剂，并在蠕化剂上覆盖缓释隔层；堤坝另一边放置蠕化剂伴侣。
5.根据权利要求4所述的蠕墨铸铁的制造工艺，其特征在于所述的缓释隔层为碎铁料或孕育剂。
6.根据权利要求4所述的蠕墨铸铁的制造工艺，其特征在于所述的蠕化剂分层铺于蠕化装置中，层与层之间使用缓释隔层隔开。
7.根据权利要求I所述的蠕墨铸铁的制造工艺，其特征在于所述的蠕化处理的过程中采用的蠕化剂为合金，其包含下列重量分数比的元素成分La9 12份，Ce 7 10份，Mg 4飞份，Ca 2 5份，Si 36 44份，Fe 22 42份。
8.根据权利要求7所述的蠕墨铸铁的制造工艺，其特征在于所述的蠕化剂中还包含一种以上的如下成分A1 O. 5 I份、Sn O. 03 O. 08份、Sb O. 02 O. 08份。
9.根据权利要求7所述的蠕墨铸铁的制造工艺，其特征在于所述的蠕化剂加入量占铁液重量的ο. ri. 4%。
10.采用权利要求I 9所述的蠕墨铸铁的制造工艺制造得到的蠕墨铸铁。
全文摘要
本发明涉及一种蠕墨铸铁及其制造工艺。其制造工艺步骤依次为炉料准备、铁液熔炼、蠕化处理和浇注铸件，所述的蠕化处理过程中，添加蠕化剂伴侣；所述蠕化剂伴侣包含下列元素Ca、Ba、Sb或Bi、C、Si和Fe，各元素成分的重量份数比为Ca 11~14份、Ba 4~7份、Sb或Bi 18~23份、C 5~8份、Si 43~48份、Fe 9~13份。本发明得到的蠕墨铸铁白口倾向小，蠕虫状石墨的长厚比较小(即蠕虫状石墨显得厚)，塑韧性好。本发明提高了蠕墨铸铁的蠕化效果，减少了蠕化率极差。
文档编号C22C33/10GK102808126SQ20121031314
公开日2012年12月5日 申请日期2012年8月29日 优先权日2012年8月29日
发明者徐美珍, 万仁芳 申请人:福建省建阳市杜氏铸造有限公司