一种高强度灰铁用钒钛孕育剂及其制备方法技术

本发明专利技术属于铸造技术领域，具体涉及一种高强度灰铁用钒钛孕育剂及其制备方法，所述钒钛孕育剂包括第一成分和第二成分；其中，所述第一成分所含元素的质量百分比为：Si：30‑40％、V：6‑8％、Ti：9‑10％、Ca：1‑3％、余量为Fe；所述第二成分所含元素的质量百分比为：Si：15‑25％、Cr：34‑36％、RE：4‑5％、Mn：5‑6％、Zr：5‑6％、余量为Fe。本发明专利技术的高强度灰铁用钒钛孕育剂中含有多种元素，各元素之间协同作用提高孕育剂的孕育能力，能减轻灰铁的断面敏感性和白口倾向，促进石墨化，提高灰铁的耐磨性和冲击韧性，脱硫脱氧能力强，利于获得细小均匀分布的A型石墨。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度灰铁用钒钛孕育剂及其制备方法
本专利技术属于铸造
，尤其涉及一种高强度灰铁用钒钛孕育剂及其制备方法。
技术介绍
灰铁又称为灰铸铁，是指具有片状石墨的铸铁，因断裂时断口呈暗灰色；灰铸铁价格低廉且质量高，不具有切口敏感性，具有良好的减振性能、润滑性能、铸造性能和可加工性能，广泛应用于铸造行业，在灰铸铁生产中,孕育处理是非常重要的环节，孕育处理的目的在于改善共晶凝固条件，达到清除白口，改善加工性能，细化共晶团，促进A型石墨的获得，石墨分布均匀，改善基体组织，提高机械性能，减少断面敏感性等；但是，目前常用的孕育剂不能实现上述目的，孕育剂的稳定性差，孕育不均匀，孕育剂生产出的灰铸铁耐磨性差、断面敏感性强、机械性能差、易出现白口、产品质量差、灰铸铁的强度达不到加工要求；因此，如何克服上述存在的技术问题和缺陷成为重点需要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种高强度灰铁用钒钛孕育剂及其制备方法，该钒钛孕育剂中含有多种元素，各元素之间协同作用提高孕育剂的孕育能力，能减轻灰铁的断面敏感性和白口倾向，促进石墨化，提高灰铁的耐磨性和冲击韧性，脱硫脱氧能力强，利于获得细小均匀分布的A型石墨。本专利技术的目的是这样实现的：一种高强度灰铁用钒钛孕育剂，所述钒钛孕育剂包括第一成分和第二成分；其中，所述第一成分所含元素的质量百分比为：Si：30-40％、V：6-8％、Ti：9-10％、Ca：1-3％、余量为Fe；所述第二成分所含元素的质量百分比为：Si：15-25％、Cr：34-36％、RE：4-5％、Mn：5-6％、Zr：5-6％、余量为Fe。进一步地，所述第一成分由以下重量份的原料组成：硅铁55-60份、钒钛生铁22-40份、硅钙10-15份。进一步地，所述第二成分由以下重量份的原料组成：硅铁20-30份、铬铁50-55份、稀土硅铁合金6-8份、锰铁8-10份、硅锆8-10份。进一步地，所述高强度灰铁用钒钛孕育剂的制备方法，包括如下步骤：(1)按照比例称取第一成分中的硅铁、钒钛生铁和硅钙原料，并将各原料破碎成5-10mm的颗粒，备用；(2)按照比例称取第二成分中的硅铁、铬铁、稀土硅铁合金、锰铁和硅锆原料，并将各原料破碎成5-10mm的颗粒，备用；(3)将步骤(1)破碎后的原料与步骤(2)破碎后的原料混合，备用；(4)将混合后的原料放入中频感应电炉进行熔炼，熔炼温度为1310-1360℃，时间为25-35min，熔炼过程中不断搅拌，待原料全部融化后，继续搅拌直至无生料；(5)将融化后的料浆浇注至金属型锭模中进行铸锭；(6)铸锭完成后进行冷却破碎筛分，得到的颗粒即为钒钛孕育剂。进一步地，所述步骤(4)中，电炉电压为450-550V，电流为550-700A。进一步地，所述步骤(6)中，颗粒粒度为0.5-5mm。本专利技术的高强度灰铁用钒钛孕育剂的有益效果：1.本专利技术的高强度灰铁用钒钛孕育剂的中含有元素Si、V、Ti、Ca、Cr、RE、Mn和Zr，不仅利用各元素自身的孕育能力，各元素之间还具有协同作用，能减轻灰铁的的断面敏感性和白口倾向，促进石墨化，提高灰铁的耐磨性和冲击韧性，脱硫脱氧能力强，利于获得细小均匀分布的A型石墨，各元素之间复合可以提高孕育剂的孕育能力。2.本专利技术的高强度灰铁用钒钛孕育剂的有效组分为第一成分和第二成分，第一成分所含元素为Si、V、Ti、Ca和Fe，其中，Si：孕育剂的主要成分，可以降低过冷程度，促进石墨形核，改变石墨的形态及细化程度，促进石墨化，降低白口倾向；V和Ti：可以使灰铁组织中的石墨和基体得到显著细化，利用钒钛合金化作用，提高灰铁的耐磨性和冲击韧性；Ca：孕育剂中重要的添加元素，对共晶石墨生核有决定性的作用，能明显促进石墨化，增加石墨球数，减小白口倾向。3.本专利技术的高强度灰铁用钒钛孕育剂的有效组分为第一成分和第二成分，第二成分所含元素为Si、Cr、RE、Mn、Zr和Fe，其中，Si：孕育剂的主要成分，可以降低过冷程度，促进石墨形核，改变石墨的形态及细化程度，促进石墨化，降低白口倾向；Cr：具有促进凝固石墨化、稳定珠光体的作用；RE：稀土元素具有强烈的脱硫脱氧能力，稀土合金在铁水中形成稀土硫化物、氧化物、硫氧化物、氮化物等化合物，这些化合物形成大量石墨晶核，为石墨提供了大量的外来核心，利于增加石墨球数，提高球化率；Mn：一种反石墨稳定细化珠光体元素，其作用是增加结晶核心，提高孕育效果；Zr：具有脱氧、脱硫、稳定奥氏体和细化珠光体的作用，能减轻灰铁的断面敏感性和白口倾向，利于获得细小均匀分布的A型石墨。具体实施方式下面通过具体的实施方式对本专利技术的高强度灰铁用钒钛孕育剂及其制备方法做更加详细的描述。实施例1一种高强度灰铁用钒钛孕育剂，所述钒钛孕育剂包括第一成分和第二成分；其中，所述第一成分所含元素的质量百分比为：Si：30％、V：8％、Ti：9％、Ca：3％、余量为Fe；所述第一成分由以下重量份的原料组成：硅铁55份、钒钛生铁40份、硅钙15份；所述第二成分所含元素的质量百分比为：Si：25％、Cr：35％、RE：4％、Mn：6％、Zr：5％、余量为Fe；所述第二成分由以下重量份的原料组成：硅铁30份、铬铁52份、稀土硅铁合金6份、锰铁10份、硅锆8份。所述高强度灰铁用钒钛孕育剂的制备方法，包括如下步骤：(1)按照比例称取第一成分中的硅铁、钒钛生铁和硅钙原料，并将各原料破碎成5-10mm的颗粒，备用；(2)按照比例称取第二成分中的硅铁、铬铁、稀土硅铁合金、锰铁和硅锆原料，并将各原料破碎成5-10mm的颗粒，备用；(3)将步骤(1)破碎后的原料与步骤(2)破碎后的原料混合，备用；(4)将混合后的原料放入中频感应电炉进行熔炼，电炉电压为450-550V，电流为550-700A，熔炼温度为1310-1360℃，时间为25-35min，熔炼过程中不断搅拌，待原料全部融化后，继续搅拌直至无生料；(5)将融化后的料浆浇注至金属型锭模中进行铸锭；(6)铸锭完成后进行冷却破碎筛分，得到粒度为0.5-5mm颗粒，即为钒钛孕育剂。实施例2一种高强度灰铁用钒钛孕育剂，所述钒钛孕育剂包括第一成分和第二成分；其中，所述第一成分所含元素的质量百分比为：Si：40％、V：7％、Ti：10％、Ca：2％、余量为Fe；所述第一成分由以下重量份的原料组成：硅铁60份、钒钛生铁30份、硅钙12份；所述第二成分所含元素的质量百分比为：Si：15％、Cr：36％、RE：5％、Mn：5％、Zr：6％、余量为Fe；所述第二成分由以下重量份的原料组成：硅铁20份、铬铁55份、稀土硅铁合金8份、锰铁8份、硅锆10份。所述高强度灰铁用钒钛孕育剂的制备方法，包括如下步骤：(1)按照比例称取第一成分中的硅铁、钒钛生铁和硅钙原料，并将各原料破碎成5-10mm的颗粒，备用；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度灰铁用钒钛孕育剂，其特征在于，所述钒钛孕育剂包括第一成分和第二成分；/n其中，所述第一成分所含元素的质量百分比为：Si：30-40％、V：6-8％、Ti：9-10％、Ca：1-3％、余量为Fe；/n所述第二成分所含元素的质量百分比为：Si：15-25％、Cr：34-36％、RE：4-5％、Mn：5-6％、Zr：5-6％、余量为Fe。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度灰铁用钒钛孕育剂，其特征在于，所述钒钛孕育剂包括第一成分和第二成分；
其中，所述第一成分所含元素的质量百分比为：Si：30-40％、V：6-8％、Ti：9-10％、Ca：1-3％、余量为Fe；
所述第二成分所含元素的质量百分比为：Si：15-25％、Cr：34-36％、RE：4-5％、Mn：5-6％、Zr：5-6％、余量为Fe。


2.如权利要求1所述的高强度灰铁用钒钛孕育剂，其特征在于，所述第一成分由以下重量份的原料组成：硅铁55-60份、钒钛生铁22-40份、硅钙10-15份。


3.如权利要求1所述的高强度灰铁用钒钛孕育剂，其特征在于，所述第二成分由以下重量份的原料组成：硅铁20-30份、铬铁50-55份、稀土硅铁合金6-8份、锰铁8-10份、硅锆8-10份。


4.一种如权利要求1-3任一项所述高强度灰铁用钒钛孕育剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昱方，闫启栋，李建锋，金成功，
申请(专利权)人：禹州市恒利来新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41