控制剂及控制剂的制造方法与流程

文档序号:15457641发布日期:2018-09-15 01:35

本发明涉及一种在球墨铸铁的制造中,与镁合金一同填充于用于进行石墨球化处理的喂线法的线材中的控制剂及所述控制剂的制造方法。



背景技术:

目前,在球墨铸铁的制造中,作为进行石墨球化处理的方法之一,已有喂线法。

喂线法是利用专用的喂线机将填充有作为石墨球化剂的镁合金的线材投入于熔融金属的方法。喂线法能够将填充有镁合金的线材投入于熔融金属深处。

而且,即使在熔融金属表面被熔渣覆盖的情况下,喂线法也能够使填充有镁合金的线材穿透所述熔渣而投入于熔融金属中。

喂线法能够将石墨球化所需要的镁的成分稳定地添加于熔融金属中,因此,能够提高球墨铸铁的制造的产率。

另外,喂线法能够利用专用喂线机自如地调整线材的添加速度,因此能够容易地实现对于球墨铸铁的品质管理、应对处理熔融金属量的变化及镁添加的自动化等。

专利文献1公开有作为能够利用上述喂线法将线材投入于熔融金属中的装置。线材中含有的镁由于其沸点低,若与高温的熔融金属接触则会发生剧烈反应。为了控制这种镁的剧烈反应,将控制反应的控制剂与镁合金一同填充于线材。

(现有技术文献)

(专利文献)

专利文献1:日本特开2016-16415号公报



技术实现要素:

(发明所要解决的问题)

然而,若将控制剂与镁合金一同填充于线材,则线材变重。由该线材的重量化会导致如线材的搬运作业的负荷增大、利用专用喂线机投入线材的负荷增大的问题。

由此,鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种在球墨铸铁的制造中的用于进行石墨球化处理的喂线法中控制镁的反应并能够实现轻量化的线材。

(用于解决问题的方案)

为了解决上述问题,技术方案1的控制剂为用于与镁合金一同填充于在石墨球化处理的喂线法中所用的线材内部的控制剂,其特征在于,所述控制剂为含有70~75%重量的SiO2的多孔质的火山性硅酸盐矿物。

技术方案1的控制剂与镁合金一同填充于线材内部,因此能够降低线材中的镁的浓度。由此,在利用用于进行石墨球化处理的喂线法将该线材投入于熔融金属中的情况下,能够控制镁的反应。

而且,由于技术方案1的控制剂为含有70~75%重量SiO2的多孔质的火山性硅酸盐矿物,与现有的与镁合金一同填充于线材的控制剂相比重量轻。由此,技术方案1的控制剂能够使得该控制剂与镁合金一同填充的线材轻量化。

技术方案2的控制剂为,在技术方案1的控制剂的基础上,气孔率为60~80%。

球墨铸铁在熔融金属中会产生浮渣。若在浮渣残留于熔融金属中的状态下进行浇注,则会产生球墨铸铁的铸造缺陷。该浮渣上浮于熔融金属的液面而形成熔渣。浮于液面的熔渣是能够被去除的。

然而,若熔渣的量多,则去除该熔渣的作业的负担增大。尤其是,从高温的熔融金属的液面去除熔渣的作业很危险,因此优选地尽可能降低去除熔渣的作业的负担。

由含有SiO2的多孔质的火山性硅酸盐矿物形成的控制剂在熔融金属中发泡形成浮渣。由该含有SiO2的多孔质的火山性硅酸盐矿物生成的浮渣若上浮于液面,则会形成熔渣。

关于技术方案2的控制剂,在产生与技术方案1的控制剂相同的作用的基础上,气孔率高达60~80%,因此作为控制剂,其密度小。由此,技术方案2的控制剂即使发泡形成浮渣的体积也小,因此该浮渣上浮后形成的熔渣的量也少。因此,技术方案2的控制剂能够减轻去除熔渣的作业的负担。

技术方案3的控制剂为,在技术方案1或2的控制剂的基础上,Ig.loss(灼烧减量)为0.5%以下。

由含有SiO2的多孔质的火山性硅酸盐矿物形成的控制剂,其Ig.loss越小,则在熔融金属中的控制剂的发泡量越稳定。

关于技术方案3的控制剂,在产生与技术方案1或2的控制剂相同的作用的基础上,若Ig.loss为0.5%以下,则足够小。由此,技术方案3的控制剂发泡后的体积稳定。因此,技术方案3的控制剂能够精密调节浮渣及熔渣的发生量。

技术方案3的控制剂发泡量稳定,因此能够精密调节在熔融金属中的控制剂的发泡量。通过调整熔融金属中的控制剂的发泡量至合适的范围,能够调节由发泡后的控制剂所产生的浮力。由此,能够调节技术方案3的控制剂在熔融金属中停留的时间,能够有效地控制镁的反应。

另一方面,利用含有镁的线材添加的成分也在熔融金属内形成浮渣。在注入熔融金属的铸桶为大型的情况下,上述浮渣上浮至熔融金属的液面会耗费时间。若浮渣的上浮耗费时间,则会发生熔融金属的温度下降、石墨球化的效果消失的问题。

技术方案3的控制剂能够通过例如将在熔融金属中的控制剂的发泡量调整至合适的范围来调节由发泡后的控制剂所产生的浮力。由此,技术方案3的控制剂在熔融金属中发泡,通过与利用含有镁的线材添加的成分的浮渣一同上浮于熔融金属的液面,能够调节浮渣上浮至熔融金属的液面的时间。

若控制剂发泡量过大,则存在与铸桶的内表面接触并附着的情况。这种发泡后的控制剂的附着有可能对球墨铸铁的品质带来不好的影响,并有可能引起铸桶的损伤。

技术方案3的控制剂能够通过例如将在熔融金属中的控制剂的发泡量调整至合适的范围,而在发泡后的控制剂与铸桶的内表面接触并附着之前容易地清除。

技术方案4的控制剂为,在技术方案1~3中任一项的控制剂的基础上,比重为0.5~1.0g/cm3

关于技术方案4的控制剂,在产生与技术方案1~3中任一项的控制剂相同的作用的基础上,若其比重为0.5~1.0g/cm3,则与现有的控制剂相比足够小。由此,技术方案4的控制剂能够使得该控制剂与镁合金一同填充的线材轻量化。

关于技术方案5的控制剂,在技术方案1~4中任一项的控制剂的基础上,为直径小于5mm的球状体的烧结体或者长度小于5mm的棒状体的烧结体。

由含有SiO2的多孔质的火山性硅酸盐矿物形成的控制剂通过烧成,而进一步使发泡量稳定。

关于技术方案5的控制剂,在产生与技术方案1~4中任一项的控制剂相同的作用的基础上,为直径小于5mm的球状体的烧结体或者长度小于5mm的棒状体的烧结体,因此发泡量稳定。由于技术方案5的控制剂的发泡量稳定,因此能够精密调节熔融金属中的控制剂的发泡量。由此,具有与技术方案3的控制剂相同的作用。

技术方案6的控制剂的制造方法为在进行石墨球化处理的喂线法中所用的控制剂的制造方法,该控制剂包括含有70~75%重量的SiO2的多孔质的火山性硅酸盐矿物。

通过技术方案6的控制剂的制造方法所制造的控制剂具有与技术方案1的控制剂相同的作用。

技术方案7的控制剂的制造方法为,以颗粒直径0.1mm以下且含有15~35%重量的水分的粉末状的火山性硅酸盐矿物为粘合剂,将颗粒直径为3mm以下的多孔质的火山性硅酸盐矿物加工为直径小于5mm的球状体或者长度小于5mm的棒状体,来作为控制剂。

通过技术方案7的控制剂的制造方法所制造的控制剂,配合熔融金属的量、温度等条件,能够实现适当的控制剂的溶解及适当的由镁引起的石墨球化的反应时间。

技术方案8的控制剂的制造方法为,以900~1000℃来烧成控制剂。

通过技术方案8的控制剂的制造方法制造的控制剂,配合熔融金属的量、温度等条件,能够实现适当的由镁引起的石墨球化的反应时间。此外,通过技术方案8的控制剂的制造方法所制造的控制剂,通过烧成能够进一步地调节发泡量。由此,通过技术方案8的控制剂的制造方法所制造的控制剂具有与技术方案3的控制剂相同的作用。

(发明的效果)

技术方案1~5中任一项的控制剂及根据技术方案6~8中任一项的控制剂的制造方法制造的控制剂,在用于进行球墨铸铁的制造的石墨球化处理的喂线法中能够控制镁的反应且能够使线材轻量化。

具体实施方式

喂线法所使用的线材的线径为6~16mm。该线材为利用金属薄板将镁合金、控制剂、添加剂包裹而形成。

对本发明的一个实施方式的控制剂的制造方法进行说明。

首先,第一工序为筛分含有SiO2的多孔质的火山性硅酸盐矿物。通过筛分获得颗粒直径为0.1mm以下且含有15~35%重量的水分的粉末状的火山性硅酸盐矿物和颗粒直径为3mm以下的多孔质的粉末状的火山性硅酸盐矿物。

接下来,第二工序为以颗粒直径为0.1mm以下的粉末状的火山性硅酸盐矿物为粘合剂,与颗粒直径为3mm以下的多孔质的火山性硅酸盐矿物混合,造粒为直径小于5mm的球状体。

接下来,第三工序为使造粒后的直径小于5mm的球状体干燥。

接下来,第四工序为将造粒后的直径小于5mm的球状体在900~1000℃进行烧成。

经过上述工序,制造本发明的一个实施方式的控制剂。

对如上制造的控制剂进行分析,可知如下情况。

控制剂为含有73.0%重量的SiO2的多孔质的火山性硅酸盐矿物。控制剂的气孔率为60~80%范围内。控制剂的Ig.loss为0.33%。控制剂的比重为0.5~1.0g/cm3的范围内。控制剂的球状体的直径小于5mm。

为了确认本实施方式的控制剂的吸水率,进行了如下实验。将50g控制剂放入直径120mm、深30mm的铝盘,用温度105℃的干燥炉干燥24小时。测定该干燥后的控制剂的质量(以下称为:干燥时质量)。

接下来,将该干燥后的控制剂放入温度20℃、湿度90%RH(相对湿度)的环境舱。置于环境舱内120小时,在吸水过程中定期地测定吸水后的控制剂的质量(给水时质量)。

吸水率(%)=(给水时质量-干燥时质量)/干燥时质量×100,经过计算,本实施方式的控制剂从开始吸水时到经过120小时,吸水率小于1%。

因此,本实施方式的控制剂随着时间流逝几乎不从大气中吸水。由此,该控制剂易于长期保存。此外,与使用非长期保存的控制剂的情况相同,经长期保存的控制剂在熔融金属中的发泡量稳定。

在上述的控制剂的制造方法的实施方式中,对以颗粒直径为0.1mm以下的粉末状的火山性硅酸盐矿物为粘合剂,与颗粒直径为3mm以下的多孔质的火山性硅酸盐矿物混合,造粒为直径小于5mm的球状体的情况进行了说明,但不限于此。也可以以颗粒直径为0.1mm以下的粉末状的火山性硅酸盐矿物为粘合剂,与颗粒直径为3mm以下的多孔质的火山性硅酸盐矿物混合,造粒为长度小于5mm的棒状体。

在上述的控制剂的实施方式中,对控制剂为含有73.0%重量的SiO2的多孔质的火山性硅酸盐矿物的情况进行了说明,但不限于此。根据不同的铸造条件,控制剂可以为含有70~75%重量的SiO2的多孔质的火山性硅酸盐矿物。

在上述的控制剂的实施方式中,对控制剂的Ig.loss为0.33%的情况进行了说明,但不限于此。根据不同的铸造条件,控制剂的Ig.loss可以为0.5%以下。

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