[发明专利]一种低镁球化剂的制备方法

说明书

本发明涉及一种低镁球化剂的制备方法，属于球墨铸铁技术领域。本发明以镁粉、钇粉、铈粉、钙粉为原料，制备一种低镁球化剂，镁是基本的石墨球化元素，镁的化学性质活泼,脱硫去氧能力强,生成的硫化物、氧化物熔点高，密度小，较易浮出铁液而除去，钇、铈等稀土元素的球化能力很强，添加钇、铈这类稀土元素可以起到良好的辅助球化作用，加入钇、铈元素，可以减小镁的加入量，减少可能产生的黑渣缺陷，即使原铁水硫含量较高，也能取得稳定的球化效果；铁液中加入钙能产生脱氧除硫、提高铁液表面张力的作用，可以降低主要球化元素的加入量，增强球化效果。

技术领域

本发明涉及一种低镁球化剂的制备方法，属于球墨铸铁技术领域。

背景技术

铸铁作为重要的金属材料广泛的应用于工业生产中，成为机械制造业的重要基础。球墨铸铁于1947年发明，大幅提高了铸铁原有的综合性能，其强度、塑初性和延展性与钢相似，可以较好的用于受力较复杂，强度、初性和耐磨性要求较高的铸造零件。球墨铸铁迅速成为应用广泛的金属材料。

随着工业技术的发展，球墨铸铁除了满足常温环境下的使用要求，还需要满足低温环境下具备较好的力学性能和低温抗冲击性能的要求，避免低温运行发生脆性断裂，实现低温工作环境下良好的使用效果。此外，球墨铸铁厚大件的工艺优化也是发展趋势之一。对于大型复杂的结构件，由于球墨祷铁的画有凝固特点，石墨组织在厚大部位处易发生畸变从而严重影响球墨铸铁的性能，其工艺与质量的控制仍然困难。

球墨铸铁最主要的应用是在球墨铸铁管和机械制造业。随着目前我国城镇化进程的加快，大规模开展城镇的基础设施建设，并且球墨铸铁材料优异的品质，球墨铸铁管在很多新建项目上已经代替灰口铸铁管等，成为高质量的工程建设材料，其需求持续性增长。而珠光体和铁素体球墨铸铁在机械制造业中占有重要地位，是制造曲轴、齿轮、活塞受压阀门等的重要金属材料。另外，奥贝球铁又给球墨铸铁的发展提供了新的动力。在美国，轿车的控制臂和小型卡车的牵引钩等产品都釆用奥贝球铁进行制造。英国奥贝球铁的应用也十分广泛，因此可以说，新发展的奥贝球铁产生了球墨铸铁应用的新飞跃。

目前球化剂的种类繁多，国内外的球化剂使用也不尽相同，目前在国内应用最广泛的是稀土镁合金球化剂，合金的好处在于可以一定程度上降低主要球化元素镁和稀土的加入量，避免因残留量过高而引起的恶化现象，并己经形成了一个完整的球化剂系列。稀土镁合金球化剂同时具有RE和Mg元素的优点，又弥补了二者在球化反应中的不足。稀土镁合金球化剂中主要球化元素是镁，RE元素则有辅助球化作用，同时可以脱硫脱氧、净化铁液和消除干扰元素作用。

镁和稀土的残留量需要综合考虑铸件大小和壁厚等相关因素，一般来讲，铸件越

大，壁越厚，应该提高镁的残留量，降低稀土的残留量。

国外球化剂主要有镁系和妈系两大类，镁系球化剂应用最广泛，韩系球化剂主要应用是在日本最初纯镁用作球化剂进行球化处理，球化工艺采用压力加镁法，苏联釆用采用此方法一次最多可以生产球墨铸铁loot以上。最近美国开始用充镁焦炭生产球墨铸铁，比例大约为15%。此方法具有球化处理时降温少、价格便宜和除渣容易等优点。而耗系球化剂生产的球墨铸铁表面较清洁，石墨漂浮较少，白口倾向较低。

随着科学技术的快速发展，球墨铸铁综合性能与生产工艺的要求越来越高。曾经广泛使用的球化处理方法逐渐不适应新时代的工业生产，因此球化剂和球化工艺的改进日益重要。

国内球化剂的使用现状是纯镁和稀土镁合金作为球化剂广泛使用。采用纯镁

处理的球化效果好，并且价格便宜。但纯镁的沸点仅为1108℃，远低于球化处理温度，镁在铁液中迅速气化使铁水沸腾，加大了镁与空气中的氧接触燃烧，造成氧化烧损。所以纯镁作为球化剂，一般需配合压力加镁法或盖包法使用，以防止镁的损失稀土镁合金具有球化处理简单，抗干扰元素的能力强等优点，但石墨易出现畸形从而影响球墨铸铁的综合性能。