本發(fā)明涉及鑄鐵熔煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鉬鐵擴(kuò)散熔解方法及其應(yīng)用。

背景技術(shù)：

鉬鐵是鉬和鐵組成的鐵合金，一般含鉬50～60％，用作煉鋼的合金添加劑。鋼中加入鉬可使鋼具有均勻的細(xì)晶組織，并提高鋼的淬透性，有利于消除回火脆性。在高速鋼中，鉬可代替一部分鎢。鉬同其他合金元素配合在一起廣泛地應(yīng)用于生產(chǎn)不銹鋼、耐熱鋼、耐酸鋼和工具鋼，以及具有特殊物理性能的合金。鉬加于鑄鐵里可增大其強(qiáng)度和耐磨性。

其中，硅鉬球墨鑄鐵具有較高的強(qiáng)度、良好的塑性和較強(qiáng)的抗氧化、耐腐蝕性、以及抗高溫蠕變的能力，已被廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造領(lǐng)域。

傳統(tǒng)的鑄鐵熔煉工藝中，因?yàn)殂f鐵熔點(diǎn)較高，鉬元素的加入方法通常是將合金鉬放置在爐料底部，隨爐料加熱至1600℃以上，直至熔化得到鐵水，然后以此鐵水進(jìn)行澆注，稱為熔解法。該方法的不足之處在于：每次生產(chǎn)都必須根據(jù)整爐的金屬液來加入鉬元素，生產(chǎn)過程中，尤其是新產(chǎn)品小批量試制時(shí)，爐內(nèi)的剩余鐵水需隔離報(bào)廢，造成原材料被浪費(fèi)，生產(chǎn)成本加大；在生產(chǎn)調(diào)度時(shí)，含鉬與不含鉬產(chǎn)品不能同時(shí)安排生產(chǎn)，不利于生產(chǎn)安排。

但如果鉬鐵以固態(tài)形式加入，由于熔點(diǎn)較高，則很難熔解，導(dǎo)致擴(kuò)散很不均勻。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種鉬鐵擴(kuò)散熔解方法及其應(yīng)用，較低溫度下即可制備鉬鐵，且擴(kuò)散均勻。

本發(fā)明提供了一種鉬鐵擴(kuò)散熔解方法，包括以下步驟：

(1)將鉬鐵粉碎至3～10mm，然后在500～600℃下，進(jìn)行煅燒，得到預(yù)處理后的鉬鐵；

(2)在澆包凹坑內(nèi)裝包，依次逐層加入球化劑、孕育劑和預(yù)處理后的鉬鐵，所述預(yù)處理后的鉬鐵覆蓋在表面；

(3)用1400～1450℃的鐵水進(jìn)行沖入法球化處理，扒濾后進(jìn)行澆注，同時(shí)進(jìn)行二次隨流孕育。

優(yōu)選的，所述煅燒為分階段煅燒，具體為：

500～540℃煅燒10～20min，550～590℃煅燒10～15min，然后600℃煅燒10～20min。

優(yōu)選的，所述球化劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下組分組成：

Mg 11.0％～14.0％；

RE 1.5％～1.8％；

Si 50％～52％；

余量的鐵。

優(yōu)選的，所述RE為Ce和La。

優(yōu)選的，所述球化劑的用量為鐵水的1.0wt％～1.2wt％。

優(yōu)選的，所述孕育劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下組分組成：

所述二次隨流孕育的孕育劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，由以下組分組成：

優(yōu)選的，所述孕育劑的用量為鐵水的0.2wt％～0.4wt％；所述二次隨流孕育的孕育劑用量為鐵水的0.2wt％～0.5wt％。

優(yōu)選的，所述鉬鐵的用量為鐵水的1wt％～2wt％。

優(yōu)選的，所述沖入法球化處理的時(shí)間為0.5～1min。

本發(fā)明還提供了一種上述擴(kuò)散熔解方法在硅鉬球磨鑄鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種鉬鐵擴(kuò)散熔解方法，包括以下步驟：(1)將鉬鐵粉碎至3～10mm，然后在500～600℃下，進(jìn)行煅燒，得到預(yù)處理后的鉬鐵；(2)在澆包凹坑內(nèi)裝包，依次逐層加入球化劑、孕育劑和預(yù)處理后的鉬鐵，所述預(yù)處理后的鉬鐵覆蓋在表面；(3)用1400～1450℃的鐵水進(jìn)行沖入法球化處理，扒濾后進(jìn)行澆注，同時(shí)進(jìn)行二次隨流孕育。本發(fā)明將鉬鐵經(jīng)過預(yù)處理，直接以固體形式加入，使高熔點(diǎn)的鉬鐵合金在1400℃下即可進(jìn)行擴(kuò)散熔解，具有爐內(nèi)熔煉溫度低的優(yōu)點(diǎn)，并且1min內(nèi)即可完成，且擴(kuò)散均勻。同時(shí)，無需將鉬鐵與鐵水共同熔解，可以避免爐內(nèi)剩余鐵水的隔離報(bào)廢，節(jié)約了原材料；而且能夠根據(jù)生產(chǎn)含鉬球墨鑄鐵和不含鉬球墨鑄鐵，決定是否放置鉬鐵，進(jìn)而有利于生產(chǎn)調(diào)度的快速切換，大大降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明中，預(yù)處理后的鉬鐵不僅可以完全、快速熔解，同時(shí)形成一定的結(jié)晶核心，具有較高的球化率，適用于鑄態(tài)硅鉬球磨鑄鐵的生產(chǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1制備的硅鉬球墨鑄鐵內(nèi)部金相組織圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明提供了一種鉬鐵擴(kuò)散熔解方法，包括以下步驟：

(1)將鉬鐵粉碎至3～10mm，然后在500～600℃下，進(jìn)行煅燒，得到預(yù)處理后的鉬鐵；

(2)在澆包凹坑內(nèi)裝包，依次逐層加入球化劑、孕育劑和預(yù)處理后的鉬鐵，所述預(yù)處理后的鉬鐵覆蓋在表面；

(3)用1400～1450℃的鐵水進(jìn)行沖入法球化處理，扒濾后進(jìn)行澆注，同時(shí)進(jìn)行二次隨流孕育。

本發(fā)明將鉬鐵經(jīng)過預(yù)處理，直接以固體形式加入，使高熔點(diǎn)的鉬鐵合金在澆包低溫下即可進(jìn)行擴(kuò)散熔解，具有爐內(nèi)熔煉溫度低的優(yōu)點(diǎn)，并且1min內(nèi)即可完成，且擴(kuò)散均勻。同時(shí)，無需將鉬鐵與鐵水共同熔解，可以避免爐內(nèi)剩余鐵水的隔離報(bào)廢，節(jié)約了原材料；而且能夠根據(jù)生產(chǎn)含鉬球墨鑄鐵和不含鉬球墨鑄鐵，決定是否放置鉬鐵，進(jìn)而有利于生產(chǎn)調(diào)度的快速切換，大大降低了生產(chǎn)成本。本發(fā)明中，預(yù)處理后的鉬鐵不僅可以完全、快速熔解，同時(shí)形成一定的結(jié)晶核心，具有較高的球化率，適用于鑄態(tài)硅鉬球磨鑄鐵的生產(chǎn)。

本發(fā)明首先對(duì)鉬鐵進(jìn)行預(yù)處理，具體的，將鉬鐵粉碎至3～10mm，優(yōu)選的，將其粉碎至3～5mm，然后進(jìn)行煅燒處理，所述煅燒的溫度優(yōu)選為500～600℃。

本發(fā)明優(yōu)選的，所述煅燒為分階段煅燒，具體為：

500～540℃煅燒10～20min，550～590℃煅燒10～15min，然后600℃煅燒10～20min。

在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述煅燒為500℃煅燒20min，550℃煅燒15min，然后600℃煅燒20min。

本發(fā)明對(duì)上述粉碎和煅燒的方法均無特殊限定，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法。

本發(fā)明對(duì)上述鉬鐵沒有特殊限定，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的鉬鐵，在本發(fā)明的某些具體實(shí)施例中，所述鉬鐵為FeMo55-A。

預(yù)處理后，進(jìn)行裝包，本發(fā)明采用帶有凹坑的澆包。在上述澆包的凹坑內(nèi)，依次逐層加入球化劑、孕育劑和上述預(yù)處理后的鉬鐵，所述預(yù)處理后的鉬鐵覆蓋在表面。

本發(fā)明中，所述球化劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，優(yōu)選包括：

11.0％～14.0％的Mg，其含量更優(yōu)選為12.0％～13.0％。

1.5％～1.8％的RE，其含量更優(yōu)選為1.6％～1.7％；所述RE優(yōu)選為Ce和La，所述Ce和La的質(zhì)量比優(yōu)選為1：(1.5～1.8)，更優(yōu)選為1：(1.6～1.7)。

50％～52％的Si，其含量更優(yōu)選為50.5％～51.5％。

以及余量的鐵。

所述球化劑的用量?jī)?yōu)選為鐵水的1.0wt％～1.2wt％，更優(yōu)選為1.05wt％～1.1wt％。

所述孕育劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，優(yōu)選包括：

65％～68％的Si，其含量更優(yōu)選為66％～67％。

3％～5％的Ca，其含量更優(yōu)選為3.5％～4.5％。

3％～4％的Al，其含量更優(yōu)選為3.2％～3.8％。

4.2％～5％的Ba，其含量更優(yōu)選為4.5％～4.8％。

0.5％～2.5％的S，其含量更優(yōu)選為1％～2％。

0.1wt～0.3％的Ti，其含量更優(yōu)選為0.15％～0.25％。

以及余量的Mg。

所述孕育劑的用量?jī)?yōu)選為鐵水的0.2wt％～0.4wt％；更優(yōu)選為0.25wt％～0.35wt％。

所述鉬鐵的用量?jī)?yōu)選為鐵水的1wt％～2wt％，更優(yōu)選為1.4wt％～1.8wt％。

裝包完成后，即可用1400～1450℃的鐵水進(jìn)行沖入法球化處理，然后進(jìn)行扒濾，扒干凈渣后，進(jìn)行澆注，澆注的同時(shí)進(jìn)行二次隨流孕育。

本發(fā)明中，所述沖入法球化處理的時(shí)間優(yōu)選為0.5～1min。即本發(fā)明通過對(duì)鉬鐵進(jìn)行預(yù)處理，并輔以特定組分的孕育劑和球化劑，在1400℃即可使鉬鐵進(jìn)行擴(kuò)散熔解，并在1min以內(nèi)完成擴(kuò)散熔解。

所述二次隨流孕育的孕育劑按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)，優(yōu)選包括：

65％～68％的Si，其含量更優(yōu)選為66％～67％。

3％～5％的Ca，其含量更優(yōu)選為3.5％～4.5％。

3％～4％的Al，其含量更優(yōu)選為3.2％～3.8％。

4.2％～5％的Ba，其含量更優(yōu)選為4.5％～4.8％。

0.5％～2.5％的S，其含量更優(yōu)選為1％～2％。

0.1wt～0.3％的Sr，其含量更優(yōu)選為0.15％～0.25％。

以及余量的Mg。

所述二次隨流孕育的孕育劑的用量?jī)?yōu)選為鐵水的0.2wt％～0.5wt％，更優(yōu)選為0.3wt％～0.4wt％。

本發(fā)明采用上述二次隨流孕育，使得鉬鐵合金的組織更為致密均勻，具有更好的力學(xué)性能。

本發(fā)明還提供了一種上述擴(kuò)散熔解方法在硅鉬球磨鑄鐵生產(chǎn)中的應(yīng)用。

為了進(jìn)一步說明本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的鉬鐵擴(kuò)散熔解方法及其應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

將鉬鐵(FeMo55-A)粉碎，使其粒度為3～10mm，然后進(jìn)行煅燒，具體的：500℃煅燒20min，550℃煅燒15min，然后600℃煅燒20min。得到預(yù)處理后的鉬鐵。

采用400Kg澆包，在澆包凹坑內(nèi)裝包，依次逐層加入1.1wt％的球化劑、0.3wt％的孕育劑和1.5wt％的預(yù)處理后的鉬鐵，所述預(yù)處理后的鉬鐵覆蓋在澆包內(nèi)表面上。上述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)以鐵水為100％計(jì)。

所述球化劑組分(按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))為：12.5％的Mg，0.64％的Ce，0.96％的La，52％的Si，余量的Fe。

所述孕育劑組分(按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))為：67％的Si，3％的Ca，3.5％的Al，4.5％的Ba，1.5％的S，0.2％的Ti，以及余量的Mg。

采用5T/H沖天爐+3T電爐熔煉鐵水，至1400℃。

用上述鐵水進(jìn)行沖入法球化處理1min，扒干凈濾渣后澆注，澆注時(shí)采用0.3wt％的孕育劑進(jìn)行二次隨流孕育，所述孕育劑組分(按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))為：67％的Si，3％的Ca，3.5％的Al，4.5％的Ba，1.5％的S，0.2％的Sr，以及余量的Mg。

對(duì)制備的硅鉬球墨鑄鐵內(nèi)部金相組織進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果見圖1，有圖1可見，制備的硅鉬球墨鑄鐵內(nèi)部金相組織均勻。

實(shí)施例2

將鉬鐵(FeMo55-A)粉碎，使其粒度為3～10mm，然后進(jìn)行煅燒，具體的：500℃煅燒10min，550℃煅燒15min，然后600℃煅燒15min。得到預(yù)處理后的鉬鐵。

采用400Kg澆包，在澆包凹坑內(nèi)裝包，依次逐層加入1.0wt％的球化劑、0.2wt％的孕育劑和1.8wt％的預(yù)處理后的鉬鐵，所述預(yù)處理后的鉬鐵覆蓋在澆包內(nèi)表面上。上述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)以鐵水為100％計(jì)。

所述球化劑組分(按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))為：14％的Mg，0.6％的Ce，1.1％的La，50.5％的Si，余量的Fe。

所述孕育劑組分(按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))為：66％的Si，4.5％的Ca，3.8％的Al，4.8％的Ba，0.5％的S，0.25％的Ti，以及余量的Mg。

采用5T/H沖天爐+3T電爐熔煉鐵水，至1400℃。

用上述鐵水進(jìn)行沖入法球化處理0.5min，扒干凈濾渣后澆注，澆注時(shí)采用0.4wt％的孕育劑進(jìn)行二次隨流孕育，所述孕育劑組分(按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))為：66％的Si，4.5％的Ca，3.8％的Al，4.8％的Ba，0.5％的S，0.25％的Sr，以及余量的Mg。

對(duì)制備的硅鉬球墨鑄鐵內(nèi)部金相組織進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，制備的硅鉬球墨鑄鐵內(nèi)部金相組織均勻。

比較例1

采用400Kg澆包，在澆包凹坑內(nèi)裝包，依次逐層加入1.0wt％的球化劑、0.2wt％的孕育劑和1.8wt％的鉬鐵(FeMo55-A)，所述鉬鐵覆蓋在澆包內(nèi)表面上。上述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)以鐵水為100％計(jì)。

所述球化劑組分(按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))為：14％的Mg，0.6％的Ce，1.1％的La，50.5％的Si，余量的Fe。

所述孕育劑組分(按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))為：66％的Si，4.5％的Ca，3.8％的Al，4.8％的Ba，0.5％的S，0.25％的Ti，以及余量的Mg。

采用5T/H沖天爐+3T電爐熔煉鐵水，至1400℃。

用上述鐵水進(jìn)行沖入法球化處理0.5min，鉬鐵僅熔解一小部分，無法進(jìn)行后續(xù)操作。

比較例2

將鉬鐵(FeMo55-A)粉碎，使其粒度為3～10mm，然后進(jìn)行煅燒，具體的：500℃煅燒10min，550℃煅燒15min，然后600℃煅燒15min。得到預(yù)處理后的鉬鐵。

采用400Kg澆包，在澆包凹坑內(nèi)裝包，依次逐層加入1.4wt％的球化劑、0.6wt％的孕育劑和1.5wt％的預(yù)處理后的鉬鐵，所述預(yù)處理后的鉬鐵覆蓋在澆包內(nèi)表面上。上述質(zhì)量百分?jǐn)?shù)以鐵水為100％計(jì)。

所述球化劑組分(按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))為：5％的Mg，0.8％的Ce，1.2％的La，43％的Si。

所述孕育劑組分(按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))為：74％的Si，2.5％的Ca，1.0％的Al，2.5％的Ba。

采用5T/H沖天爐+3T電爐熔煉鐵水，至1400℃。

用上述鐵水進(jìn)行沖入法球化處理1min，扒干凈濾渣后澆注，澆注時(shí)采用0.1wt％的孕育劑進(jìn)行二次隨流孕育，所述孕育劑組分(按質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))為：74％的Si，2.5％的Ca，1.0％的Al，2.5％的Ba。

對(duì)制備的硅鉬球墨鑄鐵內(nèi)部金相組織進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果表明，制備的硅鉬球墨鑄鐵內(nèi)部金相組織均勻程度略差。

由上述實(shí)施例及比較例可知，本發(fā)明通過對(duì)鉬鐵進(jìn)行預(yù)處理，在1400℃下即可進(jìn)行擴(kuò)散熔解，且擴(kuò)散較為均勻。

以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。