一种提高球墨铸铁件中残留镁量的方法
【专利摘要】本发明涉及一种提高球墨铸铁件中残留镁量的方法，通过喂线设备将包含有碳化硅的包芯线添加到球铁铁水中。本发明通过在包芯线中添加碳化硅，利用SiC的脱氧性、孕育作用和长效性，有效的降低了球铁铁水中的含氧量，减少了镁的消耗，从而提高了球墨铸铁件的残留镁量。
【专利说明】-种提局球墨铸铁件中残留镁量的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及铸铁材料【技术领域】，具体说是一种提高球墨铸铁件中残留镁量的方 法。
【背景技术】
[0002] 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20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。所谓"以铁代钢"，主要指球墨铸铁。
[0003] 包芯线喂线技术是近几年兴起的一种炉外精炼技术，被广泛应用在现代炼钢和球 墨铸铁球化的喂丝技术中，能净化钢夹杂物形态，提高钢水可铸性，改善钢的使用性能，并 能显著提高合金的收得率，降低合金消耗，降低炼钢成本，经济效益显著。目前，用来进行球 铁铁水加镁处理的包芯线共有三类：即以纯镁为芯剂的包芯线，以金属镁+硅铁为芯剂的 包芯线，以及以多元复合高镁合金为芯剂的包芯线。用得最广的是高镁合金包芯线，用包芯 线进行加镁处理具有合金回收率高，处理结果稳定，可以消除烟气对作业环境的影响等优 点。有数据表明，只要包芯线的合金含镁量达到25%，就可在经济上胜过传统的冲入法。但 即便是采用高镁合金包芯线生产球铁，也只能进行球铁铁水的加镁处理，而无法减少球铁 铁水中镁的消耗，球墨铸铁件中残留镁量低的问题一直未能得到很好的解决。
【发明内容】
[0004] 为了克服上述现有技术的缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种提高球墨 铸铁件中残留镁量的方法。
[0005] 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
[0006] 一种提高球墨铸铁件中残留镁量的方法，通过喂线设备将包含有碳化硅的包芯线 添加到球铁铁水中。
[0007] 本发明的有益效果在于：通过在包芯线中添加碳化硅，利用SiC的脱氧性、孕育作 用和长效性，有效的降低了球铁铁水中的含氧量，减少了镁的消耗，从而提高了球墨铸铁件 的残留镁量。
【具体实施方式】
[0008] 为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。
[0009] 本发明最关键的构思在于：用既能增碳、增硅，又能起预孕育作用的碳化硅添加到 包芯线中并利用包芯线喂线技术生产球墨铸铁，利用SiC的脱氧性、孕育作用和长效性，有 效的降低了球铁铁水中的含氧量，减少了镁的消耗，从而提高了球墨铸铁件的残留镁量。此 外，SiC无论温度低或高，均可达到好的孕育效果。在铁液中SiC的溶解阶段是石墨析出前 必经的中间过程，对于球墨铸铁，碳化硅孕育预处理则促进增加铸铁的石墨球数，提高球化 率，改善石墨球的圆整度。
[0010] 具体的，SiC对解决本发明技术方案所起的作用原理如下：
[0011] 1、脱氧性=SiC与液渣相或液态金属中的氧相互反应，释放出大量燃烧热，因此形 成的SiO 2在这种情况下迅速逸出，加强了反应的动力学条件，这种特性对球铁铁水的脱氧 过程是很有帮助的。
[0012] SiC 进行脱氧反应式为：Si+02 = SiO2, C+02 = CO2
[0013] 对于铁液中的[FeO] :3[Fe0]+SiC = 3[卩6] + 6102)+〇)+0(热量）
[0014] 对于渣中[FeO] :(FeO+SiC = [Fe] + [Si]+C0+Q (热量）
[0015] SiC的熔点为2700°C，在铁液中不熔化，按下列反应式融熔于铁液：
[0016] SiC+Fe - FeSi+C (非平衡石墨）在上式中SiC里的Si与Fe结合，余下的C就是 非平衡石墨，作为石墨析出的核心。非平衡石墨使铁液中C不均匀分布，局部C元素过高， 微区会出现"碳峰"。这种新生的石墨有很高的活性，它与碳的失配度为零，因此很容易吸收 铁液中的碳，孕育效果极其优越。由此可以看出SiC就是这样一种硅基生核剂。
[0017] 2、孕育作用和长效性
[0018] SiC孕育剂颗粒表面生成的SiO2膜阻隔（或延缓）了碳、硅元素在熔液中的扩散 过程，防止过快自身浓度匀化，减少石墨衰退，十分利于长效孕育。用SiC做孕育剂所得到 的石墨核心数要比FeSi的多，一方面，"碳"直接做了核心；另一方面，富Si微区使它附近 的"碳"过饱和，以石墨析出。核心数量多与受SiO 2膜保护，以及富Si、富C的液体"围墙" 挡住这三条件，足以使它变成长效孕育剂。
[0019] 基于上述作用原理，本发明提供了一种提高球墨铸铁件中残留镁量的方法，即通 过喂线设备将包含有碳化硅的包芯线添加到球铁铁水中。
[0020] 从上述描述可知，本发明的有益效果在于：通过在包芯线中添加碳化硅，利用SiC 的脱氧性、孕育作用和长效性，有效的降低了球铁铁水中的含氧量，减少了镁的消耗，从而 提高了球墨铸铁件的残留镁量。
[0021] 进一步的，所述碳化硅先与高镁合金混合后，再填充在带钢中制造出包芯线。
[0022] 进一步的，所述碳化硅先与金属镁粒、硅铁、稀土硅和硅钙混合后，再填充在带钢 中制造出包芯线。
[0023] 进一步的，所述包芯线中含有以下重量份的成分：碳化硅1-10份，镁20-45份，稀 土 0-10份，钙2-10份，除碳化硅外的其他硅30-50份。
[0024] 进一步的,所述包芯线的加入量为球铁铁水质量的0. 85%。
[0025] 实施例1
[0026] (1)将碳化硅与高镁合金混合后，填充在带钢中制造出包芯线，控制包芯线的成分 含量为：碳化硅I-IOwt %，镁20-45wt %，稀土 O-IOwt %，钙2-10wt %，除碳化硅外的其他硅 30-50wt% ；
[0027] (2)通过喂线设备将上述包芯线添加到球铁铁水中，包芯线的加入量为球铁铁水 质量的0.85%。
[0028] 实施例2
[0029] (1)将碳化硅与金属镁粒、硅铁、稀土硅和硅钙混合后，填充在带钢中制造出 包芯线，控制包芯线的成分含量为：碳化硅I-IOwt %，镁20-45wt %，稀土 O-IOwt %，钙 2-10wt%，除碳化娃外的其他娃30-50wt% ;
[0030] (2)通过喂线设备将上述包芯线添加到球铁铁水中，包芯线的加入量为球铁铁水 质量的0.85%。
[0031] 对比例
[0032] 通过喂线设备将一般包芯线添加到球铁铁水中，包芯线的加入量为球铁铁水质量 的 0· 85%。
[0033] 将上述实施例1-2的实验结果与对比例的实验结果进行对比，结果如下表1所示。
[0034] 表 1
[0035]
【权利要求】
1. 一种提高球墨铸铁件中残留镁量的方法，其特征在于：通过喂线设备将包含有碳化 硅的包芯线添加到球铁铁水中。
2. 根据权利要求1所述的提高球墨铸铁件中残留镁量的方法，其特征在于：所述碳化 硅先与高镁合金混合后，再填充在带钢中制造出包芯线。
3. 根据权利要求1所述的提高球墨铸铁件中残留镁量的方法，其特征在于：所述碳化 硅先与金属镁粒、硅铁、稀土硅和硅钙混合后，再填充在带钢中制造出包芯线。
4. 根据权利要求1所述的提高球墨铸铁件中残留镁量的方法，其特征在于：所述包芯 线中含有以下重量份的成分：碳化硅1-10份，镁20-45份，稀土 0-10份，钙2-10份，除碳化 娃外的其他娃30-50份。
5. 根据权利要求1所述的提高球墨铸铁件中残留镁量的方法，其特征在于：所述包芯 线的加入量为球铁铁水质量的〇. 85%。
【文档编号】C22C33/10GK104328331SQ201410705920
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月28日 优先权日:2014年11月28日
【发明者】高鸿魁, 范希华, 陈美育, 邹卫民, 颜玉萍 申请人:三祥新材股份有限公司