一种稀土孕育剂及其制备方法和在灰铸铁上的应用技术

本发明专利技术公开了一种稀土孕育剂，其配方按重量百分比计包括：Si：66～68％，Re：3.5～4.5％，Ba：2.2～2.8％，Ca：1.5～2％，Al：1.2～1.6％和余量为Fe以及不可避免的微量元素。采用本发明专利技术提供的稀土孕育剂，能够改善灰铸铁的综合性能，并提高孕育效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于孕育剂
，特别涉及一种稀土孕育剂和制备方法，以及该孕育剂在制备灰铸铁方面的应用。
技术介绍
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。灰铸铁基本上是由铁、碳和硅组成的共晶型合金，其中，碳主要以石墨的形态存在。灰铸铁是铸铁领域的应用十分广泛的铸铁材料之一，因其良好的铸造性，良好的耐磨性，良好的切削加工性能，表面光洁，消振性高，低的缺口敏感性，在工业领域得到了广泛地应用。目前，大多数生产厂家使用75硅铁孕育剂作为孕育剂生产灰铸铁，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。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、铜等，然而，在添加上述材料时，会引入新的问题。如添加铬将增大白口组织形成的几率，进而导致灰铁硬度下降，添加铜不但在改善灰铁性能方面得不到很好的效果，反而大大增加了制备孕育剂的成本。
技术实现思路
本专利技术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，孕育后灰铸铁的孕育时间、耐磨性、硬度、抗拉强度、断面均匀程度，减少白口现象等均大幅提高的孕育剂。本专利技术的另一目的在于提供一种上述稀土孕育剂的制备方法。本专利技术的再一目的在于提供一种上述稀土孕育剂在铸造方面的应用。为达到上述目的，本专利技术采取以下技术方案:一种稀土孕育剂，其配方按重量百分比计包括:S1:66?70%，Re:3.5?4.5%，Ba:2.2?2.8%，Ca:1.5?2%，Al:1.2?1.6%和余量为Fe以及不可避免的微量元素。上述稀土孕育剂，优选的技术方案中，进一步包括按重量百分比计0.5?1.5%的Fe3O40上述稀土孕育剂的制备方法包括以下步骤:(I)按重量百分比计666?68%的Si，3.5?4.5%的Re，2.2?2.8%的Ba，1.5?2%的Ca，1.2?1.6%的Al和余量为Fe以及不可避免的微量元素的原料混合均匀后放入电炉中，重熔后浇注成块体，并将块体粉碎成平均粒径为500?800 μ m的合金粉末；(2)将得到的上述合金粉末以及平均粒径在50?100 μ m的重量百分比为0.5?1.5%的Fe3O4粉末加入到混合容器中，混合均匀后与合金粉末和Fe 304粉末总重量3?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200?500 μπι即可。上述稀土孕育剂在铸铁中的应用，按铁水与稀土孕育剂的比例为1:0.15?0.18，在冶炼铸铁时，与普通生产一样，只需在补充铁水时，将包装好的稀土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。本专利技术提供的上述稀土孕育剂技术方案具有以下有益效果:1、Re可提高抗拉强度，抑制白口化；2、Si可以调节球墨铸铁的韧性；3、S1、Al生成氮化物，减少过量溶解氮含量，防止白口倾向；4、Ca、Ba同属碱土金属，Ca能生成氧化物、硫化物、氮化物，造澄净化铁液和构成晶核内物质，Ba是碱土金属中活性最大的元素，具有良好的脱氧作用，与氧生成稳定的化合物，在铁液表面形成“气套”，阻止氧与氮的溶入，具有长效抗衰退的能力；5、低含量的Al和Ca确保了其在加入铁水中时产生的渣最少；6、S1、Ba、Al能降低孕育剂熔点，由于熔点低瞬时扩散快，孕育效果更好；7、Al、Ca、Ba、Si等协同作用，可以提高薄壁急冷件的力学性能，使其具有良好的抗拉强度和耐磨性。8、通过添加Fe3O4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。9、细化的孕育剂结构(200?500 μ m)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。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1 (制备孕育剂)按重量百分比计67 %的Si，4 %的Re，2.5 %的Ba，L 8 %的Ca，L 4 %的Al和22.3%的Fe以及不可避免的微量元素的原料混合均匀后放入电炉中，重熔后浇注成块体，并将块体粉碎成平均粒径为10ym的合金粉末；将得到的上述合金粉末以及平均粒径在100 μ m的重量百分比为1%的Fe3O4粉末加入到混合容器中，混合均匀后与合金粉末和Fe3O4粉末总重量4%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500 μπι即可。实施例2 (制备孕育剂)按重量百分比计66 %的Si，3.5 %的Re，2.8 %的Ba，2 %的Ca，L 6 %的Al和22.6%的Fe以及不可避免的微量元素的原料混合均匀后放入电炉中，重熔后浇注成块体，并将块体粉碎成平均粒径为800 μπι的合金粉末；将得到的上述合金粉末以及平均粒径在800 μπι的重量百分比为1.5%的Fe3O4粉末加入到混合容器中，混合均匀后与合金粉末和Fe3O4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300 μπι即可。实施例3 (制备孕育剂)按重量百分比计68 %的Si，4.5 %的Re，2.2 %的Ba，L 5 %的Ca，L 2 %的Al和22.1%的Fe以及不可避免的微量元素的原料混合均匀后放入电炉中，重熔后浇注成块体，并将块体粉碎成平均粒径为500 μπι的合金粉末；将得到的上述合金粉末以及平均粒径在500 μπι的重量百分比为0.5%的Fe3O4粉末加入到混合容器中，混合均匀后与合金粉末和Fe3O4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200 μπι即可。实施例4 (孕育剂的应用)在灰铸铁铸造过程中，铁水与稀土孕育剂的比例为1:0.16，在冶炼铸铁时，与普通生产一样，只需在补充铁水时，将包装好的稀土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。实施例5 (孕育剂的应用)在灰铸铁铸造过程中，铁水与稀土孕育剂的比例为1:0.15，在冶炼铸铁时，与普通生产一样，只需在补充铁水时，将包装好的稀土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。实施例6 (孕育剂的应用)在灰铸铁铸造过程中，铁水与稀土孕育剂的比例为1:0.18，在冶炼铸铁时，与普通生产一样，只需在补充铁水时，将包装好的稀土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。本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本专利技术的原理，应被理解为本专利技术的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本专利技术公开的这些技术启示做出各种不脱离本专利技术实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本专利技术的保护范围内。【主权项】1.一种稀土孕育剂，其特征在于，其配方按重量百分比计包括:S1:66?68%，Re:3.5?4.5%，Ba:2.2?2.8%，Ca:1.5?2%，Al:1.2?1.6%和余量为Fe以及不可避免的微量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土孕育剂，其特征在于，其配方按重量百分比计包括：Si：66～68％，Re：3.5～4.5％，Ba：2.2～2.8％，Ca：1.5～2％，Al：1.2～1.6％和余量为Fe以及不可避免的微量元素。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩岗，马银强，林志国，
申请(专利权)人：成都宏源铸造材料有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51