[其他]氮锆系稳定化变质剂

说明书

本发明是一种氮锆系稳定化变质剂，属于冶金领域铸铁变质剂技术。其目的在于探索具有更好的强化效果，且加入量少的稳定化变质剂，以适应冲天炉铁水出炉温度低的条件。在冷风冲天炉熔炼的条件下，用ＣＥ≥３．８５％的高碳当量铁水加入０．７％的本变质剂，能使灰铸铁的抗拉强度提高１～２级以上，其他机械性能指数也得到大幅度提高，而白口倾向无明显变化。

本发明属于冶金领域的铸铁变质剂技术。

众所周知，变质剂的选择是生产优质高强度灰铸铁的关键之一。为获得高的强度，降低碳当量是一个自然的途径，但会出现一系列缺点，如白口倾向增加，铸造性能恶化等。为此，一般常采用加入墨化型变质剂的方法解决。但是，对于形状复杂的薄壁铸件，低碳当量铁水经墨化处理后並不能保证足够的流动性，以获得健全的铸件。为此，必须适当提高碳当量，以增加流动性。然而，使用墨化型变质剂，並不能大幅度地提高强度和硬度。如何使用高碳当量铁水，即既有良好的流动性，又有高的强度和硬度，乃是铸造工作者所关注的课题。在这方面，已有研究者做了一些工作，其主要方法是添加以铁、硅、铬为主的变质剂，以提高高碳当量铁水的强度和硬度。例如：英国Fcseco公司生产的C-5变质剂，其化学成份中的含铬量为38～42%。美国专利3977868中的氮硅添加剂，其中硅的成份占38%。尽管它们能起到降低白口深度的作用，但是采用此法不仅其强化灰铸铁的效果有限，而且其加入量也较多，对冲天炉出铁温度低的条件难以适用。

本发明则与之不同，它是一种氮锆变质剂。其配方为：N2～10% Zr1～5% Cr15～50% Si25～50% Ca1～10% Al1～2% Fe其余。其目的在于探索具有更好的强化效果和加入量少的稳定化变质剂，以适应铁水温度低的现状。

本发明是在冷风冲天炉内进行的。铁水的出铁温度为1430℃以上。批铁为350公斤，其配比为：

新生铁37%

回炉铁29～35%

废钢28～34%

用Si、Mn铁调正Si、Mn含量。

变质处理是在铁水由1吨浇包倒入40公斤小包时加入0.7%的本变质剂的条件下进行的。为保证变质剂的吸收，预先将变质剂的粒度破碎成2～5mm，並经烘干待用。处理后经搅拌即浇注试样。表1为本变质剂与C-5变质剂的性能相比较。

表1 本变质剂与C-5变质剂的性能比较

由表1可知，在增加强度方面，本变质剂的效果明显优于C-5;对增加硬度的效果，两者相仿;对白口深度的影响，C-5起降低作用，而本变质剂略有增加。

综上所述，本发明在加入量小于2%的条件下，无形成含氮气缩孔的危险性;它是适用于高碳当量（CE≥3.85%）灰铸铁的强化剂。特别适用于复杂结构的耐磨性铸件;适用于要求高刚度的灰铸铁件;本发明是一种长效变质剂，其适应性强，对焦炭、铁料等原材料无特殊要求。