专利名称:用蠕虫状石墨制造铸铁的方法
本发明涉及一个用蠕虫状石墨制作铸铁的方法。
蠕虫状石墨铸铁(GGV)是一种介于鳞片石墨铸铁(GGL)和球状石墨铸铁(GGG)之间的材料。由于它特殊的机械性能如拉伸强度、韧性和弹性模数，这种材料比GGL材料优越。与GGG材料相比，蠕虫状石墨铸铁显示出一种更高的导热性能和在要求温度的条件下更合适的拉伸性，特别是通过更好的浇铸技术显示出其优越性能。
近年来对GGV材料的需求量显著增长，但一种可准确控制的重复的制作技术却未有进展，因而在很多工厂里都停止生产GGV，人们不愿为分散制作付出代价。
由DE-OS24 58 033方法还可知，用此法时原料铁在用稀土金属(例如Ce-混合金属)处理前要用镁处理，此时镁加入量要控制到把硫脱至最高含量为0.01%，但只有少量的镁溶在铁中，它不足以导至球状石墨的析出。
本发明的任务在于改进已知的方法，以快速准确和可再现的方式制作具有蠕虫状石墨的铸铁。
此任务按发明方式通过在第一项权利要求
的特征部分得到了解决。优点的其它部分由从属的权利要求
中引伸出来。
本发明的方法与迄今为止所用方法之间的区别特别体现在制作上不是用直接法实现的，而是在更大程序上以间接的所谓两步法。首先制作成始熔体，即一种GGG熔体。申请人已准确地掌握了这种制作方法。对一种GGG熔体制作的创造性建议，是由申请人特别提出来的。这种GGG熔体是通过脱硫、脱氧和熔体的镁合金制成的。若GGG熔体的制作是按申请人设计的转炉内实现的话，则可计算出近乎恒定的硫和氧含量。此外还可以看出一个特别的优点，因为用这种方式以蠕虫状石墨按本发明方法制作铸铁时，在制作方法的第一步已把偏差范围显著降低或排除，而这种偏差范围对于终熔体的再现性具有本质的影响。当然GGG也可通过其它方式制作。
然后，方法的第二步，按公式S＝A.Mg-B在GGG熔体中加入一种含硫物，其中S＝含硫物的加入量按纯硫重量%，Mg＝始熔体的镁含量重量%，A＝镁因子0.9≤A≤1.2，B＝硫常数-0.02≤B≤+0.05，加入的含硫物可以是元素型或结合型，例如含硫矿石或硫化铁。硫也可以元素硫和/或结合硫的混合物与一种或几种其它物质加入。通过加入添加的硫量，使石墨的球形发生变化。
下面附以实例进一步阐述本发明。
例1一种按Ni Mg-法制作的GGG-熔体的组成。
3.54 重量% C2.27 重量% Si0.12 重量% Mn0.02 重量% Cu0.01 重量% P0.92 重量% Ni0.006 重量% S0.079 重量% Mg
根据公式S＝A.Mg-B，0.050重量%的S以黄铁矿(40% S)形式加入，并加0.3重量%Fe Si晶种。依壁厚，铸件有50%(5mm)至80%(40mm)的石墨型Ⅲ，其余部分各为Ⅴ+Ⅵ(按VDG-说明书第441页)。
例2一种同样按Ni Mg-法制作的GGG-熔体，其组成为3.52 重量% C2.32 重量% Si0.12 重量% Mn0.02 重量% Cu0.71 重量% Ni0.005 重量% S0.052 重量% Mg根据公式S＝A.Mg-B，0.020重量%的S以硫化铁(40% S)加入，并加0.3重量%Fe Si 75晶种，以壁厚15-18mm测试孔穴显示70%为石墨型Ⅲ，其余部分为Ⅴ+Ⅶ(按VDG说明书第441页)且无气泡，也显示出与灰铸铁等值的气泡性。
例3一种+GF+-转化法制成的GGG熔体，其组成为3.50 重量% C2.03 重量% Si0.10 重量% Mn0.006 重量% S0.055 重量% Mg根据公式S＝A.Mg-B，0.041重量%的S以含18重量%的S和0.3重量%Fe Si加入于GGG熔体。依壁厚，铸件有80%(6mm)至95%(30mm)为石墨型Ⅲ，其余为Ⅴ+Ⅵ(按VDG说明书第441页)。
例4一种按+GF+转化法制成的GGG熔体其组成为3.57 重量% C2.06 重量% Si0.41 重量% Mn0.11 重量% Cu0.05 重量% P0.006 重量% S0.045 重量% Mg在浇铸系统中插入一个泡沫陶瓷过滤器，在过滤器前面放一种Brocken成晶种剂。依壁厚，铸件有50%(5mm)至80%(40mm)为石墨型Ⅲ，其余为Ⅴ+Ⅵ(按VDG说明书第441页)。
例5一种按Ni Mg-法制作的GGG一熔体作为终熔体，其组成如下3.5 重量% C2.5 重量% Si0.15 重量% Mn0.05 重量% Cu0.05 重量% P0.005 重量% S0.06 重量% Mg其余为铁通过加入0.2重量%Fe S和一种晶种剂，首先是Fe Si 75，把Mg-S-比在终熔体中调到1.27。内部结构分析表明，90%的石墨部分显示形成按VDG-说明书第441页的石墨构型Ⅲ，其余10%可为Ⅴ和Ⅵ族。
以终熔体浇铸0.3-2.5cm模数铸件。
所推荐方法的特殊优点为首先制成一种GGG-熔体，其特征数据精确。然后加入硫，其加入数量可以很简单地从精确已知的特征数据求出，由此可得到精确的可再现的蠕虫状石墨铸铁的制作结果。此外可用同样的铁在自动化装置上选择性地制作GGG或GGV，因为每模所需铁量可通过在浇包中加硫得到。
根据需要，可以在加入含硫物的同时也加入一种晶种剂，晶种剂也可以首先在浇铸物流中甚至加到铸模中去。
作为实现本方法的工具，特别合适的是浇包，甚至可用运输容器等。
权利要求
1.用蠕虫状石墨制作铸铁的方法，其中Mg/S调在2∶1到1∶1范围之内，该方法的特征在于可用球状石墨铸铁的熔体作为起始熔体，其镁-硫比可通过加入含硫物改变。
2.按权利要求
1的方法其特征在于用铸铁熔体作为始熔体，其化学组成调节到这种凝固了的铸铁块基本上显示出球状石墨，其中至少有60%相应于德国铸造家协会(VDG)-说明书第441页的Ⅴ+Ⅵ形态。
3.按权利要求
1的方法其特征在于作为始熔体要加入一种含硫物，其中按纯硫量计算的加入量相应于下列公式S-A.Mg-B，其中S＝加入含硫物的量按纯硫重量%，Mg＝始熔体的镁含量按重量%，A＝镁因子0.9≤A≤1.2B＝硫常数-0.02≤B≤+0.05
4.按权利要求
3的方法其特征在于含硫物是一种由元素硫和/或结合硫的混合物，该混合物中含有一种或几种物质的混合添加物，如铈，铈-MM，钛，钙，铝，锆，铋。
5.按权利要求
4的方法其特征在于在熔体中加入含硫物的同时加入晶种剂，如Fe Si。
6.按权利要求
1的方法其特征在于含硫物要加入到浇铸物流和/或铸模中去。
7.按权利要求
1到6的方法其特征在于含硫物产生的反应物要通过浇铸系统中所加的过滤器。以防止反应物进入铸件中去。
8.按权利要求
3的方法其特征在于含硫物一方面是纯硫，另一方面与其它元素以化学结合或在混合物中，如黄铁矿石、硫矿石、硫化铁或磁黄铁矿。
9.按权利要求
1到8的方法其特征在于用转炉处理的球墨铸铁作为始熔体。
10.按权利要求
1到9方法的设备其特征在于一台运输容器，一个浇包或一台用保护气的铸造炉。
11.在一个铸型装置中，应用权利要求
1到9的方法，其特征在于浇铸可选择或交替用GGG(球墨铸铁)及GGV(蠕虫状石墨铸铁)，其中加硫量按各个模需铁量决定。
专利摘要
蠕虫状石墨铸铁的制造，采用GGG—熔体作为始熔体，它可在一个转炉中以精确的方式重复生产，其中硫和氧含量恒定。根据GGG熔体的数据处理结果，加入硫并与熔体混合，加入的量根据公式确定S＝A·Mg-B
文档编号C22C33/10GK85101890SQ85101890
公开日1987年1月17日 申请日期1985年4月1日
发明者M·沃纳, 布兰德伯尔格 申请人:乔治费希尔股份公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan