[其他]用代鉍合金生產可鍛鑄鐵的新工藝

無效

• 申請號: 87105171
• 申請日: 1987-07-20
• 公開（公告）號: CN87105171A
• 公開（公告）日: 1988-05-18
• 發明（設計）人: 陳永民;郎本智;何明奕;吳勇生
• 申請（專利權）人: 昆明工學院
• 主分類號: C22C33/08
• 分類號: C22C33/08
• 代理公司: 云南省專利事務所
• 代理人: 程韻波

可鍛鑄鐵生產中一般都要在爐前加入金鉍作為孕育劑。鉍是一種強烈的反對鑄態石墨化元素，能保證得到鑄態白口的壞件。據以往的研究表明，當鉍與其它合金元素，如鋁、硼、鈦、硅等配合進行復合孕育，在適當的比例和搭配下，不但有利于在鑄態獲得全白口組織，又能在石墨化過程中增加石墨核心，起到促進固態石墨化的作用，縮短退火時間。近20年來世界各國以鉍為孕育劑生產可鍛鑄鐵的工藝廣泛應用，在我國尤其以鋁-鉍復合孕育最為普遍。

因鉍在可鍛鑄鐵生產上的特殊作用，使得需求量增大，但金屬鉍是一種稀少的貴金屬，在自然界中只能和其它金屬以共生礦的形式存在，含量較低，冶煉提純的工藝過程長，因此一般國家產量都很小，且價格昂貴。就我國而言，每年生產50萬噸可鍛鑄鐵，處理鐵水約為100萬噸，鉍的加入量以0.01計每年約需100噸。近年來世界各國由于金屬鉍的資源緊缺，價格上漲，使可鍛鑄鐵生產造成了一定的困難。蘇聯、美國、印度和我國有人為尋找一種用于可鍛鑄鐵的代鉍原料進行了多年的研究，都沒有取得突破性的進展。

本發明的目的在于用一種銅、鉛、錫冶煉過程中產生的煙塵或從電解陽板泥中富集，控制成份為鉍15～30%，鉛60～70%并含少量其它元素的合金為石墨化工藝中的代鉍合金，爐前采用硅鐵、鋁與該合金復合孕育，實現720～750℃范圍低溫退火，獲得鐵素體加石墨的黑心可鍛鑄鐵。

本發明的內容分為下述兩個部份：

一、代鉍合金的生產途徑

1.銅精煉過程中，鉛、鉍為低熔點金屬，揮發后隨煙塵排放，回收下來的煙塵中富集了鉛和鉍，經處理后可以得到高鉍鉛合金，

2.鉛精煉過程中，由于鉛鉍是共生礦，粗鉛中都含有少量的鉍，電解時鉍富集于陽極泥中。這種陽極泥經處理后重熔可以得到高鉍鉛合金;

3.焊錫的電解精煉過程，陽極泥中同樣也富集有鉍、銻、鉛，經處理后也可以得到含鉍、銻的鉛基合金。

用這些冶煉付產品，經過簡單的重熔，調整成份，可以得到含鉍15～30%的高鉍鉛合金和含鉍10～15%，銻5～8%的鉛基合金。實驗證明這些合金可以直接用于可鍛鑄鐵生產以代替傳統所用的金屬鉍。

我們命名含鉍15～30%的鉛基合金為IK-I型，含鉍10～15%，銻5～8%的鉛基合金為IK-2型。在這兩種合金中都有鉛，鉛與鉍都有降低過冷度的作用，能夠抑制共晶團生長。在可鍛鑄鐵的凝固過程中都有促成鑄態白口的作用，但鉛的作用小于鉍的作用，銻同樣為反石墨化元素，有促成白口的作用，但單獨使用效果不如鉍和鉛。

長期以來世界各國都在進行可鍛鑄鐵降低退火溫度和縮短退火周期的試驗。經研究表明鉍、鋁、硅復合孕育，可以細化白口組織，使得退火過程中碳化鐵的分解容易，可以在共析溫度以下750～720℃范圍一次完成退火，得到鐵素體加團絮狀石墨的可鍛鑄鐵。這一工藝由于必須加入較多的鉍，因鉍的資源緊缺，價格昂貴，使得運用受到限制。采用本發明提供的IK型代鉍劑與鋁、硅復合孕育，在控制鐵水化學成份的情況下，能夠保證鑄態全白口，充分細化白口組織，可以實現750～720℃范圍的低溫退火。

二、低溫石墨化工藝

按照本發明提供的低溫石墨化工藝，應包括以下幾個生產控制環節：

1.鑄件原鐵水化學成份控制在碳：2.4～2.8%，硅：1.5～1.7%，錳應符合：錳＝1.7硫+（0.05～0.25）%磷，鉻和其他雜質元素不高于傳統可鍛鑄鐵中的含量。

2.澆注前控制鐵水溫度在1410℃以上，爐前進行硅-鋁-IK合金復合孕育，二次孕育或型內孕育。

3.按如上孕育處理得到的細密的白口組織，宏觀無放射狀條狀滲碳體。這種坯件裝入退火爐中，在400℃予溫處理4小時，然后在720～750℃范圍內保溫20～30小時，最后在不低于680℃出爐空冷。

三、IK型代鉍合金也可以直接用于按傳統方法生產的可鍛鑄件以代替金屬鉍作為孕育劑，但必須與鋁配合使用，即鋁加IK合金復合孕育。退火工藝完全按常規二階段退火。

以上兩種采用IK代鉍合金作為孕育劑生產的可鍛鑄件，機械性能可以達到國家規定牌號。

實施例一：