专利名称：球墨铸铁、灰铸铁孕育剂及制备产品方法和作为冶炼铸铁的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及生产球墨铸铁、灰铸铁孕育剂及制备产品方法和作为冶炼铸铁的应用。
背景技术：
目前，生产球墨铸铁或灰铸铁的方法五花八门，大多数生产厂家使用硅铁作为孕育剂生产的球墨铸铁、灰铸铁都很难达到同牌号的国标技术要求，而且由于用硅铁孕育生产的铁水孕育完成后每分钟铁水都在发生衰退，8分钟左右就难保证其孕育效果，所以每一包铁水浇成的铸件，由于浇铸先后不同，质量相差很大，因此，只能用二次、三次孕育或型腔孕育等各种手段来保证产品质量，而硅铁孕育剂实际存在孕育效果差，操作麻烦，而且质量很难保证。
发明内容
本发明目的是提供一种采用多种材料的孕育机理和防止铁水孕育衰退及根据各材料不同的熔点，提高铸铁件延伸率及在铁水中扩散速度不同配制的球墨铸铁、灰铸铁孕育剂。
本发明另一目的是孕育剂作为冶炼铸铁的应用。
为了克服现有技术的不足，本发明的技术方案是这样解决的球墨铸铁孕育剂的显著进步在于孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡组成，按质量比，其中硅铁为20份～30份，锰铁为20份～30份，硅钡为40份～70份，所述硅铁、锰铁、硅钡中分别含有23份～45份的硅，10份～26份的钡，10份～14份的锰，2份～6份的铝，2份～6份的钙，20份～24份的铁，2份～3份的微量元素，所述微量元素是指碳、磷、硫，可以添加其中的一种或任意两种或三种同时添加。
一种球墨铸铁孕育剂作为冶炼球墨铸铁的应用，其显著进步在于球墨铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.04～0.08，在冶炼球墨铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将球墨铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注。
若每包铁水实际重量为1吨时，孕育剂块度最大值为硅铁10～20mm，硅钡20～30mm，锰铁10～20mm，铬铁5～15mm。
一种灰铸铁孕育剂，其显著进步在于孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡、铬铁组成，按质量比，其中硅铁为10份～25份，锰铁10份～25份，硅钡为30份～60份，铬铁10份～25份，所述硅铁、锰铁、硅钡、铬铁中分别含有23份～45份的硅，10份～26份的钡，10份～14份的锰，2份～6份的铝，2份～6份的钙，8份～13份的铬，12份～20份的铁，2份～3份的微量元素，所述微量元素是碳、磷、硫，可以添加其中的一种或任意两种或三种同时添加。
一种灰铸铁孕育剂作为冶炼灰铸铁的应用，其显著进步在于灰铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.03～0.07，在冶炼灰铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将灰铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注，若每包铁水实际重量为1吨时，孕育剂块度最大值为硅铁10～20mm，硅钡20～30mm，锰铁10～20mm，铬铁5～15mm。
一种权利要求1或2或3或4所述孕育剂的制备方法，按以下步骤进行1)、称取权利要求1或2或3或4所述孕育剂的各种成份；2)、将上述的硅铁、锰铁、硅钡或铬铁分别进行破碎、筛选，其筛选块度最大值为硅铁10～20mm，硅钡20～30mm，锰铁5～20mm，铬铁1～15mm；3)、将上述的硅铁、锰铁、硅钡或铬铁分别进行破碎后，按比例称重混合、包装待用；
4)、用硅铁、锰铁、硅钡按照上述筛选块度进行混合级配的孕育剂用于冶炼球墨铸铁时使用；5)、用硅铁、锰铁、硅钡、铬铁按照上述筛选块度进行混合级配的孕育剂用于冶炼灰铸铁时使用。
本发明与现有技术相比，本孕育剂是多种孕育材料配制而成，根据多种材料的孕育机理和防止铁水孕育衰退的效果及每种材料的熔点不同，在铁水中扩散速度不同配制而成，因此大大提高孕育效果，从而使铸铁铸态保证其牌号的抗拉强度合格的情况下，表现出良好的韧性。孕育灰铸铁使用该孕育剂，其珠光体基体发生较大细化，HT300基体组织由细片状珠光体变成极细球光体(索氏体组织)。由于铸铁的延伸率得到很大的提高，使铸铁表现出良好的韧性，中硅球墨铸铁RQTSi4在产生中甚至水爆处理也不开裂。
使用该孕育剂，工厂在正常生产条件下，可生产出QT700以下各种牌号的铸态球墨铸铁，且延长率大幅度提高.
如QT400-18抗拉强度450Mpa，延长率为24％QT500-7抗拉强度580Mpa，延长率为15％QT600-3抗拉强度690Mpa，延长率为10％QT700-2抗拉强度724Mpa，延长率为6％RQTSi4抗拉强度600Mpa，延长率为18.5％具体实施方式
下面结合实施例对本发的内容作进一步说明实施例1球墨铸铁孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡组成，按质量比，其中硅铁为20份～30份，锰铁为20份～30份，硅钡为40份～70份，所述硅铁、锰铁、硅钡中分别含有23份～45份的硅，10份～26份的钡，10份～14份的锰，2份～6份的铝，2份～6份的钙，20份～24份的铁，2份～3份的微量元素，所述微量元素是指碳、磷、硫，可以添加其中的一种或任意两种或三种同时添加。
实施例2球墨铸铁孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡组成，按质量比，其中硅铁为26份～28份，锰铁为27份～29份，硅钡45份～65份，所述硅铁、锰铁、硅钡中分别含有27份～43份的硅，15份～24份的钡，11份～13份的锰，3份～5份的铝，3份～5份的钙，21份～23份的铁，2份～3份的微量元素，微量元素的添加同实施例1。
实施例3球墨铸铁孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡组成，按质量比，其中硅铁为20份，锰铁25份，硅钡为50份，所述硅铁、锰铁、硅钡中分别含有23份～45份的硅，25份的钡，14份的锰，6份的铝，6份的钙，24份的铁，2份的碳微量元素。
实施例4球墨铸铁孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡组成，按质量比，其中硅铁为25份，锰铁26份，硅钡为45份，所述硅铁、锰铁、硅钡、铬铁中分别含有27份～43份的硅，23份的钡，13份的锰，5.5份的铝，5.5份的钙，24份的铁，3份的磷微量元素。
实施例5球墨铸铁孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡组成，按质量比，其中硅铁为27份，锰铁为28份，硅钡为55份，所述硅铁、锰铁、硅钡中含有30份的硅，24份的钡，12份的锰，4.5份的铝，4.5份的钙，22份的铁，3份的硫微量元素。
实施例6球墨铸铁孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡组成，按质量比，其中硅铁为29份，锰铁为24份，硅钡为57份，所述硅铁、锰铁、硅钡中含有40份的硅，17份的钡，11份的锰，4份的铝，4.5份的钙，21份的铁，2份碳、0.5磷的微量元素。
实施例7灰铸铁孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡组成，按质量比，其中硅铁为10份～25份，锰铁10份～25份，硅钡为30份～60份，铬铁10份～25份，所述硅铁、锰铁、硅钡、铬铁中分别含有23份～45份的硅，10份～26份的钡，10份～14份的锰，2份～6份的铝，2份～6份的钙，8份～13份的铬，12份～20份的铁，2份碳、0.5磷、0.5份硫的微量元素。
实施例8灰铸铁孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡组成，按质量比，其中硅铁为12份～20份，锰铁13份～21份，硅钡为35份～55份，铬铁12份～22份，所述硅铁、锰铁、硅钡、铬铁中分别含有27份～43份的硅，13份～24份的钡，11份～13份的锰，3份～5份的铝，3份～5份的钙，10份～12份的铬，14份～18份的铁，2份～3份的碳微量元素，2份～3份的微量元素。
实施例9灰铸铁孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡、铬铁组成，按质量比，其中硅铁为14份，锰铁为15份，硅钡为40份，铬铁为15份，所述硅铁、锰铁、硅钡、铬铁中含有23份的硅，24份的钡，14份的锰，6份的铝，6份的钙，13份的铬，12份的铁，2份磷的微量元素。
实施例10灰铸铁孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡、铬铁组成，按质量比，其中硅铁为18份，锰铁为22份，硅钡为50份，铬铁为20份，所述硅铁、锰铁、硅钡、铬铁中含有28份的硅，22份的钡，13份的锰，5份的铝，5份的钙，13份的铬，12份的铁，3份硫的微量元素。
实施例11灰铸铁孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡、铬铁组成，按质量比，其中硅铁为16份，锰铁为20份，硅钡为55份，铬铁为18份，所述硅铁、锰铁、硅钡、铬铁中含有40份的硅，10份的钡，11份的锰，4.5份的铝，4.5份的钙，10份的铬，18份的铁，2份碳、0.5磷的微量元素。
实施例12一种权利要求1或2或3或4所述孕育剂的制备方法，按以下步骤进行1)、称取权利要求1或2或3或4所述孕育剂的各种成份；2)、将上述的硅铁、锰铁、硅钡或铬铁分别进行破碎、筛选，其筛选块度最大值为硅铁10～20mm，硅钡20～30mm，锰铁5～20mm，铬铁1～15mm；3)、将上述的硅铁、锰铁、硅钡或铬铁分别进行破碎后，按比例称重混合、包装待用；4)、用硅铁、锰铁、硅钡按照上述筛选块度进行混合级配的孕育剂用于冶炼球墨铸铁时使用；5)、用硅铁、锰铁、硅钡、铬铁按照上述筛选块度进行混合级配的孕育剂用于冶炼灰铸铁时使用。
实施例13一种权利要求1或2球墨铸铁孕育剂作为冶炼球墨铸铁的应用，其球墨铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.04～0.08，在冶炼球墨铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将包装好的球墨铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注，若每包铁水实际重量为1吨时，孕育剂块度最大值为硅铁10～20mm，硅钡20～30mm，锰铁10～20mm，铬铁5～15mm。
实施例14球墨铸铁孕育剂作为冶炼球墨铸铁的应用，其球墨铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.05～0.07，在冶炼球墨铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将包装好的球墨铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注，若每包铁水实际重量为1吨时，孕育剂块度最大值为硅铁12～18mm，硅钡24～28mm，锰铁12～18mm，铬铁7～13mm。
实施例15球墨铸铁孕育剂作为冶炼球墨铸铁的应用，其球墨铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.05，在冶炼球墨铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将包装好的球墨铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注，若每包铁水实际重量为1吨时，孕育剂块度最大值为硅铁15mm，硅钡25mm，锰铁15mm，铬铁8mm。
实施例16球墨铸铁孕育剂作为冶炼球墨铸铁的应用，其球墨铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.06，在冶炼球墨铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将包装好的球墨铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注，若每包铁水实际重量为1吨时，孕育剂块度最大值为硅铁18mm，硅钡28mm，锰铁18mm，铬铁13mm。
实施例17一种权利要求3或4灰铸铁孕育剂作为冶炼灰铸铁的应用，其灰铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.03～0.07，在冶炼球墨铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将包装好的灰铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注，若每包铁水实际重量为1吨时，孕育剂块度最大值为硅铁10～20mm，硅钡20～30mm，锰铁10～20mm，铬铁5～15mm。
实施例18
灰铸铁孕育剂作为冶炼灰铸铁的应用，其灰铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.04～0.06，在冶炼球墨铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将包装好的灰铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注，若每包铁水实际重量为1吨时，孕育剂块度最大值为硅铁12～18mm，硅钡24～28mm，锰铁12～18mm，铬铁7～13mm。
实施例19灰铸铁孕育剂作为冶炼灰铸铁的应用，其灰铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.04，在冶炼灰铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将包装好的灰铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注，若每包铁水实际重量为1吨时，孕育剂块度最大值为硅铁15mm，硅钡25mm，锰铁15mm，铬铁8mm。
实施例20灰铸铁孕育剂作为冶炼灰铸铁的应用，其灰铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.05，在冶炼灰铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将包装好的灰铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注，若每包铁水实际重量为1吨时，孕育剂块度最大值为硅铁20mm，硅钡30mm，锰铁20mm，铬铁15mm。
实施例21灰铸铁孕育剂作为冶炼灰铸铁的应用，其灰铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.06，在冶炼灰铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将包装好的灰铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注，若每包铁水实际重量为1吨时，孕育剂块度最大值为硅铁17mm，硅钡25mm，锰铁18mm，铬铁12mm。
综上所述，进一步说明本孕育剂的使用方法
1、各种牌号球墨铸铁或孕育灰铸铁化学成份参考范围，均可按铸铁手册中规定范围控制；2使用本孕育剂时，化学成份控制是将增硅0.15％，增锰0.05％左右；3在冶炼球墨铸铁、灰铸铁件时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注；这里所说保温剂应该是本领域常用的保温剂。
4、本孕育剂属于长效孕育剂，20分钟内不会产生衰退，所以，在浇注过程中不再进行二次、三次及型腔孕育。
中硅耐热球铁RQTSi4，一般生产中在铸件凝固后，即热开型，去浇冒口，且松散型芯；或留在砂型中缓冷，大件应24～28小时以上；或立即进行人工时效(50～300℃/6小时→300～600℃/2小时→600℃/3～5小时→炉冷至150出炉)，生产受到限制，又浪费能源，使用本发明生产的中硅耐热RQTSi4，由于其延伸率由6～8％提高到18％以上，即使在红热状态下直接开箱，甚至采用“水爆”工艺不会开裂，生产效率得到很大提高，节省了能源。
球墨铸铁厚大铸件一直是铸造中的难题，一般情况下生产球墨铸铁出铁水温度在1460℃～1520℃进行球化处理和孕育，孕育后需要尽快浇注，不然会产生球化衰退，但浇注温度过高，又会使铁水在型腔内凝固时间过长，产生偏析，存在成份不均匀等多种铸造缺陷，因此，在成份控制上很难达到要求，影响产品技术指标。采用本发明的孕育剂，对生产厚大球墨铸铁或灰铸铁件时，因为铁水在30分钟内不衰退，这样就可以在铁水高温处理后，将铁水经“镇静”后浇注，由于浇注温度控制较低，型腔内铁水凝固时间短，化学成份均匀，偏析大大减少，给厚大球墨铸铁或灰铸铁件铸造工艺创造了良好的条件，从而可以得到性能合格的铸铁件。
权利要求
1.一种球墨铸铁孕育剂，其特征在于孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡组成，按质量比，其中硅铁为20份～30份，锰铁为20份～30份，硅钡为40份～70份，所述硅铁、锰铁、硅钡中分别含有23份～45份的硅，10份～26份的钡，10份～14份的锰，2份～6份的铝，2份～6份的钙，20份～24份的铁，2份～3份的微量元素，所述微量元素是指碳、磷、硫，可以添加其中的一种或任意两种或三种同时添加。
2.根据权利要求1所述的球墨铸铁孕育剂，其特征在于孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡组成，按质量比，其中硅铁为26份～28份，锰铁为27份～29份，硅钡45份～65份，所述硅铁、锰铁、硅钡中分别含有27份～43份的硅，15份～24份的钡，11份～13份的锰，3份～5份的铝，3份～5份的钙，21份～23份的铁，2份～3份的微量元素，可以添加其中的一种或任意两种或三种同时添加。
3.一种灰铸铁孕育剂，其特征在于孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡、铬铁组成，按质量比，其中硅铁为10份～25份，锰铁10份～25份，硅钡为30份～60份，铬铁10份～25份，所述硅铁、锰铁、硅钡、铬铁中分别含有23份～45份的硅，10份～26份的钡，10份～14份的锰，2份～6份的铝，2份～6份的钙，8份～13份的铬，12份～20份的铁，2份～3份的微量元素，所述微量元素是碳、磷、硫，可以添加其中的一种或任意两种或三种同时添加。
4.根据权利要求3所述的灰铸铁孕育剂，其特征在于孕育剂由硅铁、锰铁、硅钡、铬铁组成，按质量比，其中硅铁为12份～20份，锰铁13份～21份，硅钡为35份～55份，铬铁12份～22份，所述硅铁、锰铁、硅钡、铬铁中分别含有27份～43份的硅，13份～24份的钡，11份～13份的锰，3份～5份的铝，3份～5份的钙，10份～12份的铬，14份～18份的铁，2份～3份的微量元素，所述微量元素是碳、磷、硫，可以添加其中的一种或任意两种或三种同时添加。
5.一种权利要求1、2、3、4所述孕育剂的制备方法，按以下步骤进行1)、称取权利要求1、5所述孕育剂的各种成份；2)、将上述的硅铁、锰铁、硅钡或铬铁分别进行破碎、筛选，其筛选块度最大值为硅铁10～20mm，硅钡20～30mm，锰铁5～20mm，铬铁1～15mm；3)、将上述的硅铁、锰铁、硅钡或铬铁分别进行破碎后，按比例称重混合、包装待用；4)、用硅铁、锰铁、硅钡按照上述筛选块度进行混合级配的孕育剂用于冶炼球墨铸铁时使用；5)、用硅铁、锰铁、硅钡、铬铁按照上述筛选块度进行混合级配的孕育剂用于冶炼灰铸铁时使用。
6.一种权利要求1或2球墨铸铁孕育剂作为冶炼球墨铸铁的应用，其特征在于球墨铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.04～0.08，在冶炼球墨铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将球墨铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注。
7.根据权利要求6所述的球墨铸铁孕育剂作为冶炼球墨铸铁的应用，其特征在于球墨铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.05～0.07，在冶炼球墨铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将球墨铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注。
8.一种权利要求3或4所述的灰铸铁孕育剂作为冶炼灰铸铁的应用，其特征在于灰铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.03～0.07，在冶炼灰铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将灰铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注。
9.根据权利要求8所述的灰铸铁孕育剂作为冶炼灰铸铁的应用，其特征在于灰铸铁铁水与孕育剂的比例为1∶0.04～0.06，在冶炼灰铸铁时与普通生产一样，只需在球化后，在补充铁水时，将灰铸铁孕育剂随铁水流加入，铁水出完后将包中铁水进行搅拌后，用保温剂将铁水覆盖，即可浇注。
全文摘要
本发明公开了球墨铸铁、灰铸铁孕育剂及制备产品方法和作为冶炼铸铁的应用。由硅铁、锰铁、硅钡或铬铁组成，其中含有硅，钡，锰，铝，钙，铁，或铬，微量元素。方法步骤为将硅铁、锰铁、硅钡或铬铁分别进行破碎后，按比例称重混合，孕育剂作为冶炼球墨铸铁、灰铸铁的应用，其铁水与孕育剂的比例为1∶0.03～0.07，孕育剂块度最大值为硅铁10～20mm，硅钡20～30mm，锰铁5～20mm，铬铁1～15mm。本孕育剂是多种孕育材料配制而成，提高孕育效果，保证抗拉强度合格的情况下，其珠光体基体发生细化，使铸铁表现出良好的韧性，中硅球墨铸铁在水爆处理也不开裂，广泛用于铸铁制造行业。
文档编号C22C37/00GK101082096SQ20071001819
公开日2007年12月5日 申请日期2007年7月6日 优先权日2007年7月6日
发明者杨永刚, 施源 申请人:杨永刚