CN102615255A - 一种耐低温冲击、高韧性球墨铸铁用的专用球化剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐低温冲击、高韧性球墨铸铁用的专用球化剂及其制备方法,各组分的质量百分比为:RE:0.5-1.5%;Mg:4-7%;Si:42-49%;Ca:0.5-3%;Al:≤0.5%;MgO:<0.4%;Fe:余量。本发明的专用球化剂要求纯净度高,成分稳定、偏析小,粒度控制严格且分布合理。本发明专用球化剂使用时的有益效果是:铸件Mg残留控制在0.036-0.040%低限时,球化率>85%,抗衰退能力强;Mg吸收率高,比一般球化剂加入量减少20-30%;球化反应产生的渣少,铸件夹渣缺陷明显减少,磁粉探伤通过率明显提高;球化率>85%,石墨球数120-150个,铸件缩松倾向明显减少,超声波探伤通过率明显提高。传统普通的球化剂中稀土含量一般为2-6%,本发明专用球化剂中稀土含量为0.5-1.5%,节约了宝贵的稀土资源。
Description
技术领域
本发明属于铸造用球化剂生产技术领域,特别涉及一种生产耐低温冲击、高韧性球墨铸铁件用的专用球化剂及其制备方法。
背景技术
风力发电机组的关键零部件轮毂、底座、变速箱体等为耐低温冲击、高韧性球墨铸铁件。由于工作条件十分恶劣、安装维修成本高,因此对其铸件质量要求非常高;如铸件机械性能方面要求-40℃时低温冲击值大于12J,同时强度大于370Mpa;金相组织确保铸件本体球化率>85%、铁素体>95%;铸件必须进行表面磁粉探伤和超声波探伤,以确保无夹渣、缩松、碎块状石墨等缺陷。
传统的普通球化剂无法满足生产此类球墨铸铁件的要求,另外其稀上含量偏高(质量百分比2-6%),浪费了宝贵的稀土资源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种专用球化剂,用本发明的专用球化剂可满足生产耐低温冲击、高韧性球墨铸铁件的要求;同时节约稀土资源。
本发明专用球化剂各组分的质量百分比为:RE(稀土元素):0.5-1.5%;Mg:4-7%;Si:42-49%;Ca:0.5-3%;Al:≤0.5%;MgO:<0.4%;Fe:余量。
本发明的专用球化剂要求纯净度高,成分稳定、偏析小,粒度控制严格且分布合理。
本发明专用球化剂使用时的有益效果是:铸件Mg残留控制在0.036-0.040%低限时,球化率>85%,抗衰退能力强;Mg吸收率高,比一般球化剂加入量减少20-30%;球化反应产生的渣少,铸件夹渣缺陷明显减少,磁粉探伤通过率明显提高;球化率>85%,石墨球数120-150个,铸件缩松倾向明显减少,超声波探伤通过率明显提高。传统普通的球化剂中稀土含量一般为2-6%,本发明专用球化剂中稀土(RE)含量为0.5-1.5%,节约了宝贵的稀土资源。
本发明专用球化剂的制备方法包括如下步骤:
1、将硅铁、除锈废钢加入感应电炉内熔化,过程中加入常规除渣剂除渣。温度达到1420-1450℃时加入硅钙合金、稀土金属并全部熔化完毕。整个熔化过程时间控制在45-60min。
2、熔化结束后,向合金液面吹入惰性气体保护,合金温度保持在1420-1480℃,将金属镁压入合金液中,保持2-5min,金属镁熔化完毕。
3、最终在1300-1360℃,并在惰性气体保护条件下进行浇铸成锭。
4、合金锭在专用设备中进行破碎,再筛分出符合使用要求粒度的合金。
经过多家铸造厂的大量试验和验证,各项性能指标均符合要求,产品质量得到极大提升,经济效益明显提高。
具体实施方式
以下结合具体实施例,对本发明进行详细说明。
实施例1:
将硅铁99.4公斤、除锈废钢53公斤加入感应电炉内熔化,过程中加入除渣剂除渣。温度在1430℃时加入硅钙合金5.7公斤、稀土金属(稀土金属为镧铈稀土金属,其中以质量百分比计为:含镧(La)30-40%,铈(Ce)60-70%)1.6公斤,并全部熔化完毕。整个熔化过程时间在50min。熔化结束后,向合金液面吹入惰性气体保护,合金温度保持在1450℃,将金属镁11公斤压入合金液中,保持3min,金属镁熔化完毕。最终在1350℃,并在惰性气体保护条件下进行浇铸成锭。合金锭在专用设备中进行破碎,再筛分出符合使用要求粒度的合金。这样制得的球化剂的化学成分重量百分比为:RE:0.96%,Mg:5.89%,Si:45.6%,Ca:0.87%,Al:0.28%,MgO:0.32%,Fe:余量。
用该球化剂制备的球墨铸铁性能指标如下表:
其中:σb-抗拉强度,σs-屈服强度,δ-断后伸长率,Akv(-40℃)-冲击功,下同。
实施例2:
将硅铁198公斤废钢106公斤加入感应电炉内熔化,过程中加入除渣剂除渣。温度在1440℃时加入硅钙合金11.5公斤稀土金属(稀土金属为镧铈稀土金属,其中以质量百分比计为:含镧(La)30-40%,铈(Ce)60-70%)3.3公斤,并全部熔化完毕。整个熔化过程时间在53min。熔化结束后,向合金液面吹入惰性气体保护,合金温度保持在1450℃,将金属镁22.2公斤压入合金液中,保持4min,金属镁熔化完毕。最终在1340℃,并在惰性气体保护条件下进行浇铸成锭。合金锭在专用设备中进行破碎,再筛分出符合使用要求粒度的合金。这样制得的球化剂的化学成分重量百分比为:RE:0.91%,Mg:6.01%,Si:46.8%,Ca:0.91%,Al:0.26%,MgO:0.31%,Fe:余量。
用该球化剂制备的球墨铸铁性能指标如下表:
实施例3:
将硅铁213公斤、除锈废钢115公斤加入感应电炉内熔化,过程中加入除渣剂除渣。温度在1450℃时加入硅钙合金12.3公斤、稀土金属(稀土金属为镧铈稀土金属,其中以质量百分比计为:含镧(La)30-40%,铈(Ce)60-70%)3.5公斤,并全部熔化完毕。整个熔化过程时间在60min。熔化结束后,向合金液面吹入惰性气体保护,合金温度保持在1450℃,将金属镁24公斤压入合金液中,保持4min,金属镁熔化完毕。最终在1350℃,并在惰性气体保护条件下进行浇铸成锭。合金锭在专用设备中进行破碎,再筛分出符合使用要求粒度的合金。这样制得的球化剂的化学成分重量百分比为:RE:0.92%,Mg:5.98%,Si:46.1%,Ca:0.95%,Al:0.23%,MgO:0.30%,Fe:余量。
用该球化剂制备的球墨铸铁性能指标如下表:
应当理解的是,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (2)
1.一种耐低温冲击、高韧性球墨铸铁用的专用球化剂,其特征在于,专用球化剂各组分的质量百分比为:RE:0.5-1.5%;Mg:4-7%;Si:42-49%;Ca:0.5-3%;Al:≤0.5%;MgO:<0.4%;Fe:余量。
2.权利要求1所述的专用球化剂的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
A1、将硅铁、除锈废钢加入感应电炉内熔化,过程中加入常规除渣剂除渣;温度达到1420-1450℃时加入硅钙合金、稀土金属并全部熔化完毕;整个熔化过程时间控制在45-60min;
A2、熔化结束后,向合金液而吹入惰性气体保护,合金温度保持在1420-1480℃,将金属镁压入合金液中,保持2-5min,金属镁熔化完毕;
A3、最终在1300-1360℃,并在惰性气体保护条件下进行浇铸成锭;
A4、合金锭在专用设备中进行破碎,再筛分出符合使用要求粒度的合金。
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