[发明专利]蠕墨铸铁中球状、团状石墨的抑制剂及使用方法

说明书

本发明涉及一种蠕墨铸铁中球状、团状石墨的抑制剂及使用方法。

在蠕墨铸铁的制取过程中，稳定地获得高蠕化率的蠕墨铸铁一直是一个重要的研究课题。其中解决铁水过冷倾向接近球铁铁水，即蠕化过头，通常采用补加铁水的方法。当浇包太满时，此法不能使用。目前最新技术（中国专利公告号85102362）是在制取过程中采用向浇包添加反球化元素硫（S）（以硫化物形式加入）。这种方法，添加物难熔化，易形成二次夹杂，蠕墨易衰退，所得到的蠕墨铸铁机械性能较低。

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的这些问题，稳定地获得高蠕化率蠕墨铸铁，而提供一种蠕墨铸铁中球状、团状石墨的抑制剂及使用方法。

本发明的蠕墨铸铁中球状、团状石墨抑制剂，是一种由碳酸锶、氯化锶、氧化钙和水玻璃（或石蜡）组成的物质，其主要成分重量的百分比为：碳酸锶（SrCO₃）60-75%、氯化锶（SrCl₂）15-30%、氧化钙（CaO）5-15%，另外添加占上述三种物质混合物总重量40-55%的水玻璃或添加占三种物质混合物总重量25-40%的石蜡。

蠕墨铸铁中球状、团状石墨抑制剂的配制方法如下：

1、将占固态混合物总重量60-75%的碳酸锶（SrCO₃）、15-30%的氯化锶（SrCl₂）、5-15%的氧化钙混合均匀。

2、外加占三种混合物质重量40-55%的水玻璃（或占三种混合物质重量25-40%的溶清石蜡）倒入混合物中，搅拌均匀。

3、混制好的抑制剂按需要经挤压或手工成形，对于以水玻璃作粘结剂的混合物，须经2个小时150℃温度烘干。

本发明的蠕墨铸铁中球状、团状石墨抑制剂的使用方法是将抑制剂直接加入经过蠕化和孕育处理的铁水中，加入量为铁水重量的0.04-0.10%，再进行搅拌，即可产生抑制效果。

本抑制剂具有除气、脱气、强化形核、弱化白口倾向的综合效应。在蠕化过头的铁水包内，加入这种少量、易熔化的抑制剂能比较容易地将蠕化过头的铁水抑制为蠕墨铸铁铁水。不会因其未熔化而得不到充分利用，故抑制效果好。由于抑制分解产物是挥发性气体和利于形核物质，故不会形成二次夹杂。抑制剂中含有氧化钙和水玻璃等对发气速度有阻缓作用的物质，与单一锶盐比较，发气速度适中，这样既可起轻微搅拌作用，又不致使铁水翻腾严重而氧化。还可将这种抑制剂置于铸型型腔内狭窄部位下方，可实现提高和调整铸件薄壁处的蠕化率，减少产生球状、团状石墨并减少碳化物。

本抑制剂加入蠕铁铁水中后，可导致其过冷倾向明显降低，其主要原因是：它能使铁水中较强烈地促进白口倾向的元素-稀土元素含量明显降低，现将部份试验数据列表于下：

附注：加抑制剂前后，Si、P、Mn几乎未发生变化，C含量有增有减尚无规律。

本抑制剂对稀土-钙系蠕墨铸铁和稀土-钙-镁系蠕墨铸铁均有较好的适应性。

下为一实施例：

采用蠕铁工业生产中的原材料和目标成份，用石墨坩锅在高频电炉内熔化，每炉熔5Kg。蠕化和孕育处理以插入法进行。将占铁水重量（以下同）1.3%的1号稀土加入铁水中，蠕化处理温度为1485℃，75%硅铁孕育量为1.0%，孕育温度为1360℃。随之在干砂型中浇注φ30×250mm试棒;在这之后将0.07%的复合抑制剂用玻璃布捆扎在一铁棒上，插入铁水中对所剩铁水进行搅拌，待反应结束后，立即浇注φ30×250mm试棒。在这两个试棒的中部切取金相试样。金相观察结果（见图1、图2）：

所附照片为加入1.3%1号稀土蠕化处理时，抑制前后的变化金相照片，图一、a为未加入抑制剂铸件试样石墨金相照片;

图一、b为未加入抑制剂铸件试样基体金相照片;

图二、a为加入0.07%抑制剂后铸件石墨金相照片;

图二、b为加入0.07%抑制剂后铸件基体金相照片;

注：图中所有照片放大数倍×100;基体为4%硝酸酒精溶液腐蚀。

抑制前：铁水蠕化率15-20%，余为球、团状石墨，蠕墨较短粗。铁素体含量30-35%，并以薄薄一层状态分布于球、团状石墨周围，其余为珠光体。石墨总含量7-8%，碳化物5-8%（见附图1：a、b）。

抑制后：铁水蠕化率达80-85%，蠕墨中等大小，且均匀分布，约有3%大的球状、团状石墨，余为点状石墨。石墨总含量8%，铁素体含量50-55%，呈中、小朵或以薄层状分布于蠕墨周围。其余为珠光体，碳化物≤2%。（见附图2：a、b）