一种用于优质球铁件生产的高效球化孕育处理方法及工艺技术

本发明专利技术提供了一种用于优质球铁件生产的高效球化孕育处理工艺及方法，通过在球化、孕育保温阶段施加电磁搅拌与超声处理，球化与孕育效果得以强化，生产的球墨铸铁件组织细小，石墨化率高且球形度好，球铁件材料力学性能优，通过本工艺及方法生产的球墨铸铁件品质得到提升。到提升。到提升。

【技术实现步骤摘要】
一种用于优质球铁件生产的高效球化孕育处理方法及工艺
[0001]涉及领域
[0002]本专利技术涉及球墨铸铁铸造领域，具体地，涉及一种用于优质球铁件生产的高效球化孕育处理工艺及方法。
技术背景
[0003]球墨铸铁具有较好的强韧性，其最高抗拉强度可达1600MPa，最大延伸率高达24％，与钢材相比，还具有铸造性能好、生产工艺及设备简单，且生产成本底，仅为铸钢或锻钢件的1/3～1/2。因此，球墨铸铁的应用范围广、产量高，业已成功代替部分锻钢件和铸钢件，成为具有广阔应用前景之一的金属结构材料。球墨铸铁的生产常需对铁水进行球化与孕育处理，以形成凝固组织中的球状石墨，获得球墨铸铁材料。铁水的球化、孕育的关键是石墨的形核，较为普片的看法是形核基于铁液中的异质颗粒，如硫化物、氧化物颗粒，一方面这些异质颗粒密度较铁水低，容易上浮以至于难以成为后续凝固形核基底，另一方面这些颗粒与铁液的润湿性欠佳，特别是球化孕育过程中产生的气体容易附着在颗粒表面进一步降低其与铁液的润湿性，最终导致球化孕育效果不足，甚至失活，从而造成球化率、球形度不高，影响球铁件性能。为在铁水中产生足够异质颗粒，需增大球孕育剂的用量，如添加二次孕育等工艺，这不仅增大了制造成本还复杂了工艺。因此，亟需一种能强化球化、孕育剂效能的新方法与工艺，以实现以石墨高球化率、高球形度且材料力学性能优为特征的搞品质球铁件生产。

技术实现思路

[0004]鉴于上述现状，本专利技术的目的在于提供一种用于优质球铁件生产的高效球化孕育处理工艺及方法，通过增强球化孕育效力，以提高球铁组织石墨的球化率、球形度。本专利技术技术的实现方案如下：
[0005]经球化、孕育后的铁液保温一段时间后再炉内进行电磁搅拌及超声处理，电磁线圈置于内衬材料外侧呈倾斜配置，超声探头自炉盖顶端降下并浸入铁液进行超声处理。
[0006]优选地，一种用于优质球铁件生产的高效球化孕育处理工艺及方法，所述电磁搅拌球化孕育≥8min并≤30min后实施，时长5～10min。
[0007]优选地，一种用于优质球铁件生产的高效球化孕育处理工艺及方法，所述铁液的平均电磁力控制在5000N/m3～30000N/m3,磁力线与垂直方向呈 20～70
°
角。
[0008]优选地，一种用于优质球铁件生产的高效球化孕育处理工艺及方法，所述超声处理，其模式为超声探头浸入铁液的直接方式，超声探头最高使用温度≥ 1500℃。
[0009]优选地，一种用于优质球铁件生产的高效球化孕育处理工艺及方法，所述超声处理声强为200～500MW/m2,超声频率为18～22kHz。
[0010]优选地，一种用于优质球铁件生产的高效球化孕育处理工艺及方法，所述超声探头发射端总面积与铁液表面水平投影面积比为1：(1.5～6)。
[0011]优选地，一种用于优质球铁件生产的高效球化孕育处理工艺及方法，所述超声探
头为多探头同步或异步超声，异步超声相位差为nπ/4～3nπ/4,n为奇数。
[0012]本专利技术具有如下的有益效果：
[0013]本专利技术所述的一种用于优质球铁件生产的高效球化孕育处理工艺及方法，球化与孕育效果得到强化，生产的球墨铸铁件组织细小，石墨化率高且球形度好，球铁件材料力学性能高，通过本工艺及方法生产的球墨铸铁件品质得到提升。
附图说明
[0014]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显。
[0015]图1为本专利技术一实施例中电磁与超声工艺示意图
具体实施方式
[0016]下面结合实施例及附图，对本专利技术的技术方案作进一步的阐述。
[0017][0018]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0019]实施例1
[0020]本实施例提供了一种具有细化且石墨球形度高组织特征的优质球铁件生产工艺及方法，具体为：
[0021]铁液在1420℃通过冲入发球化、孕育后10min在图1所示的炉内进行电磁搅拌及超声处理，处理时长8min，电磁线圈置于内衬材料外侧呈倾斜配置，多个超声探头自炉盖顶端降下并浸入铁液进行超声处理。
[0022]电磁实施过程中，平均电磁力控制为8000N/m3,磁力线与垂直方向呈 25
°
角。
[0023]超声实施过程中，选用最高使用温度≥1500℃的超声探头，超声处理声强为300MW/m2,超声频率为20kHz，超声探头发射端总面积与铁液表面水平投影面积比为1：1.6，以同步方式实施超声处理。
[0024]本实施例中，球铁件凝固组织中石墨球化率、球形度高、石墨球细小，球铁件屈服、抗拉较未超声处理分别提升12％与10％。
[0025]实施例2
[0026]本实施例提供了一种具有细化且石墨球形度高组织特征的优质球铁件生产工艺及方法，与实施例1相比以异步方式实施超声处理，异步超声相位差为
[0027]nπ/4～3nπ/4。
[0028]本实施例中，球铁件凝固组织中石墨球化率、球形度高、石墨球细小，球铁件屈服、抗拉较未超声处理分别提升10.9％与13％。
[0029]对比例1
[0030]本对比例提供了一种具有细化且石墨球形度高组织特征的优质球铁件生产工艺及方法，与实施例1相比，孕育后30min后实施电磁搅拌与超声处理，其他相同。
[0031]本实施例中，球铁件凝固组织中石墨球化率、球形度、力学性能均未得到提高。
[0032]对比例2
[0033]本对比例提供了一种具有细化且石墨球形度高组织特征的优质球铁件生产工艺及方法，与实施例1相比，实施电磁搅拌与超声处理时长为30min，其他相同。
[0034]本实施例中，球铁件凝固组织中石墨球化率、球形度、力学性能提高不明显。
[0035]对比例3
[0036]本对比例提供了一种具有细化且石墨球形度高组织特征的优质球铁件生产工艺及方法，与实施例1相比，平均电磁力控制为1000N/m3，其他相同。
[0037]本实施例中，球铁件凝固组织中石墨球化率、球形度提高有限。
[0038]对比例4
[0039]本对比例提供了一种具有细化且石墨球形度高组织特征的优质球铁件生产工艺及方法，与实施例1相比，磁力线与垂直方向呈5
°
角，其他相同。
[0040]本实施例中，球铁件凝固组织中石墨球化率、球形度、力学性能提高不明显。
[0041]对比例5
[0042]本对比例提供了一种具有细化且石墨球形度高组织特征的优质球铁件生产工艺及方法，与实施例1相比，超声探头材料最高使用温度1200℃，其他相同。
[0043]本实施例中，球铁件凝固组织中石本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于优质球铁件生产的高效球化孕育处理工艺及方法，其特征在于对球化孕育保温阶段铁液实施电磁搅拌的同时实施超声处理。2.根据权利要求1，其特征还在于所述电磁搅拌球化孕育≥8min并≤30min后实施，时长5～10min。3.根据权利要求1，其特征还在于所述铁液的平均电磁力控制在5000N/m3～30000N/m3,磁力线与垂直方向呈30～70
°
角。4.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海军，李铭，朱国，汪东红，疏达，夏小江，邱仲华，钱根荣，黄列群，
申请(专利权)人：湖州鼎盛机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：