技術領域

本發明涉及一種蠕化劑及其制備方法。

背景技術

蠕墨鑄鐵（以下簡稱蠕鐵）是20世紀70年代開始得到應用的工程材料，但40年來發展速度不如球鐵那樣迅速。影響蠕鐵發展的重要原因之一就是蠕化率范圍難以控制，而蠕化劑則是影響蠕化率的直接因素。

40年來所開發的蠕化劑大體有如下幾種類型：

①鎂鈦硅鐵系列合金（含鎂鈦低稀土鈣合金）。這類蠕化劑白口傾向小，加入量范圍較寬，特別適用于薄壁蠕鐵件。但這類蠕化劑中的鈦會在爐料中累積，對球鐵生產帶來危害，同時鈦在鑄件顯微組織中形成硬質點，造成機加工性能惡化，因此現在已基本不用這類蠕化劑。

②稀土硅鐵系列合金（包括稀土鈣合金）。這類蠕化劑可生產高蠕化率蠕鐵，但沒有自沸騰能力，需進行攪拌，增加工作量，而且這類合金的白口傾向大，易形成碳化物，加入量范圍也不夠寬。

③稀土鎂硅鐵系列合金（稀土低鎂硅鐵合金，稀土高鎂硅鐵合金）。這類蠕化劑是在稀土系列合金基礎上加入適宜的鎂以解決自沸騰問題，免除了攪拌工序。但鎂的加入使得蠕鐵中的球墨數量增多，蠕化率降低，使鑄件的鑄造性能、加工性能、導熱性能惡化，增加了高蠕化率蠕鐵的生產難度。

以上幾類蠕化劑的共同缺點有二（也是當前蠕鐵生產的兩大難題）：a).蠕化率范圍難以控制，相同生產條件下，不同處理包次的蠕化率相差（極差）可能達到50~70%，而允許的極差應≤30%；b).高蠕化率難以獲取，很多重要蠕鐵件如汽車發動機缸體、缸蓋，要求蠕化率≥70%甚至≥80%，而現有的蠕化劑基本上只能做到蠕化率≥50%甚至更低。

發明內容

為了解決現有技術所存在的上述問題，本發明提供了一種蠕化劑及其制備方法，它不僅可提高蠕化率，縮小蠕化率極差范圍，而且生產的蠕鐵件的白口傾向小，蠕蟲狀石墨的長厚比較小（即蠕蟲狀石墨顯得厚），蠕鐵件的塑韌性較好。

本發明技術方案是這樣構成的，

一種蠕化劑，合金，其包含下列重量分數比的元素成分：La?9~12份，Ce?7~10份，Mg?4~6份，Ca?2~5份，Si?36~44份，Fe?22~42份。

所述蠕化劑的制備方法步驟為：

a、準備金屬鎂、鐵材或鋼材、硅鐵、硅鈣和混合稀土合金材料作為原料；

b、先按目標產物成分比例稱取除鐵以外的其它元素成分的材料，再用鐵材或鋼材將鐵的份數補齊；

c、熔煉前先在爐底放置步驟b中準備鐵材或鋼材的1/4~1/2，在其上放鎂錠，再覆蓋以硅鐵、硅鈣以及混合稀土合金材料；

d、熔煉，逐步升溫，溫度在600~1000℃時，逐步加入剩余鐵材或鋼材，溫度達到1000℃時開始攪拌，升溫至1400℃后經過鑄錠、冷卻得到所述蠕化劑。

所述的混合稀土合金材料為，所述蠕化劑的成分中稀土元素與部分或全部非稀土元素形成的合金或合金混合物。

在步驟d中，1100~1400℃的升溫過程時間一般為25~50min；鑄錠厚度一般不超過50mm；冷卻后破碎，其粒度級別一般為2-25mm、8-30mm或15-40mm。

作為優化方案，所述蠕化劑中還包含Al、Sn、Sb中一種以上元素；其重量分數比分別為Al?0.5~1份、Sn?0.03~0.08份、Sb?0.02~0.08份。其制備方法在原有方法基礎上，在步驟a中需根據目標產物，準備鋁材、金屬錫、金屬銻中的一種以上作為原料，并在步驟c中加入。

本發明所述蠕化劑可用于電爐熔制的鐵液，也可用于沖天爐熔制的鐵液和短流程工藝熔制的鐵液，其使用方法與現有蠕化劑相同，加入量視鐵液中S含量和鑄件蠕化率要求及鑄件結構而定,一般加入量為0.4~1.4%(占鐵液重量)。

較之現有技術而言，本發明具有以下優點：

1、采用本發明所述的蠕化劑可提高蠕鐵蠕化率（≥75%），減少蠕化率相差（極差20~30%），更穩定獲取高蠕化率蠕鐵件；

2、本發明所述的蠕化劑適用范圍廣，既適用于大量流水生產方式的大企業，也適用于批量生產及單件生產的中小企業；

3、采用本發明所述的蠕化劑，生產的蠕鐵件蠕蟲狀石墨的長厚比較小(即蠕蟲狀石墨顯得厚)，蠕鐵件的塑韌性較好；

4、本發明所述的蠕化劑中不含Ti（鈦）、V（釩）等易形成硬質點的元素，因此不影響機加工性能，也不會造成爐料“污染”，可與球鐵件、灰鑄鐵件混流生產。

具體實施方式

下面結合具體實施方式對本發明內容進行詳細說明。

一、蠕化劑的制備