一种球墨铸铁用孕育剂的制备方法及其应用
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸铁领域，尤其涉及一种球墨铸铁用孕育剂的制备方法，以及其在球墨铸铁领域的应用。
【背景技术】
[0002]孕育剂有可促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况，增加共晶团数量，细化基体组织，使球铁石墨圆整，减少或消除激冷，防止表面游离渗碳体的形成，均匀组织，提高力学性能等优点，其在铸铁领域得到了广泛地应用。
[0003]球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。球墨铸铁是二十世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。
[0004]目前，大多数生产厂家使用75硅铁孕育剂作为孕育剂生产球墨铸铁，但是这些产品存在孕育时间短、耐磨性差、硬度低，抗拉强度低、断面不均匀，易产生白口等缺点，造成产品不稳定，不能满足一些需要高硬度的机器铸件的要求。
[0005]为了改善上述不足，部分厂家开始在硅铁孕育剂中增加其它材料制备复合孕育剂，如铬、稀土等，然而，在添加上述材料时，会引入新的问题，如将增大白口组织形成的几率，进而导致球墨铸铁硬度下降。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种孕育效果好，孕育后铸铁的产品成分均匀度、熔点、粒度、性能均大幅提高的球墨铸铁用孕育剂的制备方法。
[0007]本发明的另一目的在于提供上述球墨铸铁用孕育剂在铸造方面的应用。
[0008]为达到上述目的，本发明采取以下技术方案:
[0009]一种球墨铸铁用孕育剂的制备方法包括以下步骤:
[0010](1)按质量百分比66?72%的Si，3?10%的Ba，l?2%的Ca，0.8?1.8%的Al，1.5?2%的Ce，0?1 %的S，和余量为Fe以及不可避免的微量元素混合均匀后放入真空电炉中，用氩气置换炉内空气，升温熔炼5?lOmin，熔炼的过程中不停搅拌，使原料混合均匀，真空冷却形成块体，将块体粉碎成平均粒径为10?30 μ m的合金粉末；
[0011](2)将得到的上述合金粉末以及平均粒径在10?30 μ m的重量百分比为0.5?
1.5%的Fe304粉末加入到混合容器中，混合均勾后与合金粉末和Fe 304粉末总重量3?5%的硅酸镁溶液一起加入到碾压装置中压制成团，粉碎成平均粒径为50?100 μπι。
[0012]进一步，S的质量百分比为0.4?0.6%。
[0013]上述球墨铸铁用孕育剂在球墨铸铁中的应用，通过三次孕育处理得到所需铸铁；
[0014]进一步，第一次孕育处理时，在容器内加入质量相当于铁水质量0.2%，粒径为80?100 μπι的孕育剂的球墨铸铁用孕育剂；
[0015]进一步，当进入容器的铁水高度达到容器的二分之一时，均匀撒入铁水质量的
0.1%,粒径为60?80 μ m的球墨铸铁用孕育剂，进行第二次孕育处理；
[0016]进一步，当铁水浇注时，随铁水加入铁水总质量0.05%,粒径为50?60 μm的球墨铸铁用孕育剂，对其进行第三次孕育处理；
[0017]进一步，首次向容器中加入铁水到容器中盛满铁水的时间控制在lOmin之内。
[0018]本发明提供的上述球墨铸铁用孕育剂技术方案具有以下有益效果:S1、A1生成氮化物，减少过量溶解氮含量，组织铁水可逆吸氮，抑制孕育衰退，防止白口倾向；Ba既能有效促进石墨化，又能使球墨细化，提尚球铁的力学性能，抑制发退时间；Ca和Ce能尽可能的减少铁水的过冷现象，同时中和反石墨化微量元素；S有助于石墨晶核的形成；通过添加Fe304能够增加共晶核数，可以在孕育剂添加量低的情况下获得较好的抑制碳化铁的能力，并改善了重现率及稳定性，延长了孕育时间。细化的孕育剂颗粒(50?100 μπι)能够均匀分散在铁水中，增大其余钢水的接触面积，提高孕育效率。孕育时间过长，会降低形核能力，为防止孕育剂的衰退，首次向容器中加入铁水到容器中盛满铁水的时间控制在lOmin之内。
【具体实施方式】
[0019]下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。
[0020]实施例1 (制备孕育剂)
[0021]按重量百分比计66%的3丨，10%的8&，2%的03，1.8%的厶1，1.5%的Ce，l%的S以及17.7%的Fe混合均匀后放入真空电炉中，用氩气置换炉内空气，升温熔炼5min，熔炼的过程中不停搅拌，使原料混合均匀，真空冷却形成块体，将块体粉碎成平均粒径为10 μ m的合金粉末；将得到的上述合金粉末以及平均粒径在10 μm的重量百分比为1.5%的Fe304粉末加入到混合容器中，混合均匀后与合金粉末和Fe304粉末总重量5 %的硅酸钠溶液一起加入到碾压装置中压制成团，最后粉碎成平均粒径为50 μπι。
[0022]实施例2 (制备孕育剂)
[0023]按重量百分比计72 %的Si，3 %的Ba，1 %的Ca，0.8 %的A1，2 %的Ce以及21.2%的Fe混合均匀后放入真空电炉中，用氩气置换炉内空气，升温熔炼lOmin，熔炼的过程中不停搅拌，使原料混合均匀，真空冷却形成块体，将块体粉碎成平均粒径为30 μπι的合金粉末；将得到的上述合金粉末以及平均粒径在30 μ m的重量百分比为0.5%的Fe304粉末加入到混合容器中，混合均匀后与合金粉末和Fe304粉末总重量3 %的硅酸钠溶液一起加入到碾压装置中压制成团，最后粉碎成平均粒径为100 μπι。
[0024]实施例3 (制备孕育剂)
[0025]按重量百分比计68% 的 Si，8% 的 Ba, 1.6% 的 Ca，1 % 的 A1，1.6% 的 Ce，0.8% 的 S以及19%的Fe混合均匀后放入真空电炉中，用氩气置换炉内空气，升温熔炼6min，熔炼的过程中不停搅拌，使原料混合均匀，真空冷却形成块体，将块体粉碎成平均粒径为20 μπι的合金粉末；将得到的上述合金粉末以及平均粒径在20 μ m的