本发明涉及一种孕育剂制备工艺，具体的说是一种防止球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂及其制备工艺。
背景技术：
缩松是球铁铸件特有的一种缺陷，比在普通灰铁中更为普遍，又称为显微缩松。缩松的宏观断口形貌呈海绵状，借助于显微镜可以观察到肉眼不容易分辨的、细小的、分散的孔洞。缩松严重影响球铁铸件性能，使球铁铸件废品率增高。
球铁铸件的缩孔和缩松缺陷一直是令铸造工作者十分头疼的问题，而随着工业技术的发展，现今用户对铸件致密度和无缺陷的要求越来越高。以汽车球铁铸件为例，不仅对铸件的化学成分、材料性能、表面质量有严格的要求，而且对铸件内部致密度的要求也很严格。例如．对球铁曲轴内部致密度要求做本体解剖和x射线探伤，对加工后的表面进行100％磁粉探伤；又如，制动钳等安全件在认可前要进行纵向和横向的逐片解剖，然后进行x射线探伤，均不允许有缩孔和缩松缺陷。然而，这些球铁件由于材料、工艺和铸件结构等方面的原因，要达到这些要求比较困难。
球铁铸件产生缩松的原因有多种，应对的方法也有很多。众所周知，防止和消除球铁铸件的缩孔缩松。主要有以下途径。(1)改进铸件的结构设计，尽可能考虑铸件的工艺性，尽量减少几何结构上的热节。(2)进行合理的铸造工艺设计，计算和设置合理的浇注系统和补缩冒口。(3)提高铸型的刚度或选用刚性铸型。(4)提高铸件的冷却速度，对铸件的凝固方式有重要影响。(5)壳型背面填充钢丸紧固、铁型覆砂工艺、金属型工艺既是加快冷却速度又是在不同程度上提高铸型刚度来解决缩孔缩松缺陷的有效途径。(6)调整和控制球铁件的化学成分，如提高碳当量，控制残余镁量和残余稀土量，改进熔炼过程，提高铁液冶金质量等也是消除缩孔缩松缺陷重要的辅助手段。虽然有以上途径来解决球铁件的体积亏损缺陷，但在实际球铁铸件生产中，现有技术仍然不能满足工艺需求。如汽车球铁件，基本上是小模数、结构形状复杂的高性能薄壁小件，本身缩孔缩松倾向大；而且由于批量大，适合于采用高速湿型造型线生产，铸型刚度较低；有些部位由于几何位置和工艺局限，不能设冒口或补缩距离过大；下冷铁提高冷速的方法在高速造型线上亦难以采用；因此缩松问题往往难以被解决。
技术实现要素：
本发明方法所要解决的技术问题是，针对以上现有技术的缺点，提出一种防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂的制备工艺，本发明是通过以下方式实现的：
步骤一、配料：
①向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为600-800kg；
②配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
步骤二、加料：
熔炼硅铝镧孕育剂的顺序是：先在炉低加入100-150kg硅铁，然后再将配料单规定量的工业废钢，而后加铝锭块、金属镧块，再加剩余的硅铁和硅钙，其中加入的硅铁为牌号为75的硅铁或硅含量为75%的硅铁；
步骤三、熔炼：
①完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为300-560v，电流为450-750a，在45-60分钟之内将炉内温度升至1320-1350℃，然后开始熔炼；
②待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四：孕育剂出炉铸锭：
首先将功率降至0，静置5-10分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后出模，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；
步骤六、破碎：
按要求粒度进行破碎。
本技术方案还公开了防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：si：70-75%；al：3.2-4.5%；la：2.0-2.4%；ca：0.8-1.5%；余量fe。
本发明进一步限定的技术方案是：
前述的防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，所述硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：si：73%；al：3.5%；la：2.3%；ca：0.9%；余量fe。
前述的防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，所述硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：si：70%；al：3.2%；la：2.0%；ca：0.8%；余量fe。
前述的防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，所述硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：si：75%；al：4.5%；la：2.4%；ca：1.5%；余量fe。
前述的防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，所述硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：si：72%；al：3.8%；la：2.2%；ca：1.2%；余量fe。
本发明的有益效果是：
本硅铝镧孕育剂具有孕育剂的基本特征，对球墨铸铁进行孕育处理时，能够增加石墨核心进而增加石墨球数量，细化石墨球，改善石墨球圆整度，防止球化衰退，降低白口倾向，防止出现自由渗碳体和弱化晶界脆性物。其中最重要的就是增加球铁凝固过程中的石墨核心的数量，进而增加共晶团数来提高球铁的力学性能。
由于其合金元素组元的优化配置，能够有效防止和减少球铁铸件产生缩松缺陷。对于采取了各种铸造工艺手段，球铁铸件依然出现缩孔缩松的用户，无疑增加了一种有益的选择。加入量的减少也使用户的综合成本有所降低。
本硅铝镧孕育剂的工业供货式样为2种：一种是用于随流孕育的颗粒，常规供货粒度为：0.1-0.5mm，0.2-0.7mm，0.7-3mm，2-6mm；另一种是用于型内孕育或浇口盆孕育的铸造成型的孕育块，外形为多个圆台体组成的复合圆台体，常规供货块重为：60克±10克，80克±10克，90克±10克，供货方式多样，满足不同客户的需求，增加使用范围；
型内孕育块是最节约资源、孕育效果最好的处理方式，铸造成型孕育块其外形是由多个圆台组合体组合而成，方便孕育块脱离浇铸模具，适合放在型内孕育的浇铸流道上或铸模型腔内。具有强度高，易于搬运和储存；致密度高不容易漂浮；使用方便等优点。
同时硅铝镧孕育剂中具有硅元素，硅是促进石墨化元素，促进碳原子向石墨球积聚。增加硅量可细化石墨球，使其分布均匀并且提高圆整度，可以减小铸件缩孔、缩松倾向。减少白口倾向，增加铁素体的含量，改善球铁的塑性，提高孕育效果；
具有铝元素，铝有增加石墨核心的作用，既能降低碳在铁水中的溶解度，又能增加碳的活度，使得石墨水容易析出，提高凝固过程石墨化能力，同时还能减少白口倾向，对调节基体中铁素体量有积极作用加入铝后能使孕育剂熔化温度降低，适用于型内孕育；
具有镧元素，铁液凝固时，镧生成的氧化物、硫化物、硫氧化物以及金属间化合物形成大量石墨结晶的基底，具有极强的形核能力。能够成倍的增加石墨球数，球径小，分布较均匀，大幅增加铁素体量，明显降低白口倾向，有效消除铸件热节部位缩松；含有金属镧的孕育剂通常被用作消除缩松的添加材料，含有镧的球化剂孕育剂对于防止球铁铸件最后凝固区域产生晶间缩松有显著的作用；
具有钙元素，钙不仅有石墨化作用，而且化学性质很活泼，易与氧、硫、氮、碳及氢化合，放出大量反应热，降低铁水的冷却速度。用含钙孕育剂处理的铁水，孕育衰退比较慢。钙对铁水有着很好的净化作用。
有报道说，不含铝、钙的硅铁对灰铸铁的孕育作用很小，甚至没有作用。一般认为：在铁液中，铝和钙会与氧、氮反应，形成高熔点的化合物，成为石墨结晶的核心；
具有铁元素，采用除锈、除油的洁净条形废钢，用于调整铁水的碳当量。
并且公开的制备工艺中：先在炉底加入100-150kg硅铁，然后再将配料单规定量的工业废钢，而后加铝锭块、金属镧块，采用特定的加料顺序，将熔点低且易氧化的铝和镧块加在炉料下层，这样能够避免炉膛壁与铝、镧块直接接触，避免炉膛壁烧损铝锭块、镧块，降低成本；其中加入的硅铁为牌号为75的硅铁或硅含量为75%的硅铁，这样能够有利于提高硅铝镧孕育剂的纯度，减少不必要的杂质。
具体实施方式
下面对本发明做进一步的详细说明；
实施例1
本实施例提供的一种防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，所述硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：si：73%；al：3.5%；la：2.3%；ca：0.9%；余量fe；
本实施例还提供了防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂的制备工艺，该制备工艺按以下步骤进行：
步骤一、配料：
①向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为600kg；
②配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
步骤二、加料：
熔炼硅铝镧孕育剂的顺序是：先在炉低加入100kg硅铁，然后再将配料单规定量的工业废钢，而后加铝锭块、金属镧块，再加剩余的硅铁和硅钙，其中加入的硅铁为牌号为75的硅铁；
步骤三、熔炼：
①完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为300v，电流为450a，在45分钟之内将炉内温度升至1320℃，然后开始熔炼；
②待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四：孕育剂出炉铸锭：
首先将功率降至0，静置5分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后出模，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；
步骤六、破碎：
按要求粒度进行破碎，硅铝镧孕育剂粒度为：0.1-0.5mm。
实施例2
本实施例提供的一种防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，所述硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：si：70%；al：3.2%；la：2.0%；ca：0.8%；余量fe；
本实施例还提供了防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂的制备工艺，该制备工艺按以下步骤进行：
步骤一、配料：
①向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为800kg；
②配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
步骤二、加料：
熔炼硅铝镧孕育剂的顺序是：先在炉低加入150kg硅铁，然后再将配料单规定量的工业废钢，而后加铝锭块、金属镧块，再加剩余的硅铁和硅钙，其中加入的硅铁为硅含量为75%的硅铁；
步骤三、熔炼：
①完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为560v，电流为750a，在60分钟之内将炉内温度升至1350℃，然后开始熔炼；
②待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四：孕育剂出炉铸锭：
首先将功率降至0，静置10分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后出模，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；
步骤六、破碎：
按要求粒度进行破碎，硅铝镧孕育剂粒度为：0.2-0.7mm。
实施例3
本实施例提供的一种防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，所述硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：si：75%；al：4.5%；la：2.4%；ca：1.5%；余量fe；
本实施例还提供了防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂的制备工艺，该制备工艺按以下步骤进行：
步骤一、配料：
①向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为700kg；
②配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
步骤二、加料：
熔炼硅铝镧孕育剂的顺序是：先在炉低加入120g硅铁，然后再将配料单规定量的工业废钢，而后加铝锭块、金属镧块，再加剩余的硅铁和硅钙，其中加入的硅铁为牌号为75的硅铁；
步骤三、熔炼：
①完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为350v，电流为550a，在50分钟之内将炉内温度升至1330℃，然后开始熔炼；
②待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四：孕育剂出炉铸锭：
首先将功率降至0，静置8分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后出模，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；
步骤六、破碎：
按要求粒度进行破碎，硅铝镧孕育剂粒度为：2-6mm。
实施例4
本实施例提供的一种防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，所述硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：si：72%；al：3.8%；la：2.2%；ca：1.2%；余量fe；
本实施例还提供了防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂的制备工艺，该制备工艺按以下步骤进行：
步骤一、配料：
①向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为650kg；
②配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
步骤二、加料：
熔炼硅铝镧孕育剂的顺序是：先在炉低加入130kg硅铁，然后再将配料单规定量的工业废钢，而后加铝锭块、金属镧块，再加剩余的硅铁和硅钙，其中加入的硅铁为牌号为75的硅铁；
步骤三、熔炼：
①完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为430v，电流为700a，在50分钟之内将炉内温度升至1340℃，然后开始熔炼；
②待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四：孕育剂出炉铸锭：
首先将功率降至0，静置8分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后出模，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放，其中硅铝镧孕育剂块重为：60克±10克。
实施例5
本实施例提供的一种防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：si：72.5%；al：3.6%；la：2.1%；ca：0.85%；余量fe；
本实施例还提供了防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂的制备工艺，该制备工艺按以下步骤进行：
步骤一、配料：
①向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为630kg；
②配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
步骤二、加料：
熔炼硅铝镧孕育剂的顺序是：先在炉低加入140kg硅铁，然后再将配料单规定量的工业废钢，而后加铝锭块、金属镧块，再加剩余的硅铁和硅钙，其中加入的硅铁为牌号为75的硅铁；
步骤三、熔炼：
①完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为450v，电流为480a，在55分钟之内将炉内温度升至1340℃，然后开始熔炼；
②待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四：孕育剂出炉铸锭：
首先将功率降至0，静置6分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后出模，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；其中硅铝镧孕育剂块重为：80克±10克。
实施例6
本实施例提供的一种防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂，硅铝镧孕育剂各种成分的质量百分配比为：si：74%；al：3.7%；la：2.2%；ca：1.3%；余量fe；
本实施例还提供了防球铁铸件缩松的硅铝镧孕育剂的制备工艺，该制备工艺按以下步骤进行：
步骤一、配料：
①向中频感应熔炼电炉装入的炉料量为750kg；
②配料前应用标准砝码标定校准，然后进行称重；
③根据所需制备孕育剂中的各种元素含量比例，计算出所对应的原材料使用量，制作配料单，然后根据配料单准确称取各种原材料并待用；
步骤二、加料：
熔炼硅铝镧孕育剂的顺序是：先在炉低加入145kg硅铁，然后再将配料单规定量的工业废钢，而后加铝锭块、金属镧块，再加剩余的硅铁和硅钙，其中加入的硅铁为硅含量为75%的硅铁；
步骤三、熔炼：
①完成步骤二后，即可加热，控制中频感应熔炼电炉电压为540v，电流为490a，在58分钟之内将炉内温度升至1345℃，然后开始熔炼；
②待炉料全部融化时，即可进行人工搅拌，确定无生料后，即可出炉；
步骤四：孕育剂出炉铸锭：
首先将功率降至0，静置9分钟后倾炉，将铁水缓慢地浇入孕育剂模具内；
步骤五、孕育剂出模：
待孕育剂冷却至室温后出模，用行车将孕育剂吊至孕育剂堆放场地，整齐堆放；其中硅铝镧孕育剂块重为：90克±10克。
以上实施例中能够对结构形状复杂的高性能薄壁小件和有些部位由于几何位置和工艺局限，不能设冒口或补缩距离过大等问题进行有效的解决，硅铝镧孕育剂能够避免球铁铸件产生缩松问题，提高产品质量，使用范围广，局限性小，同时降低成本。
以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。