阅读说明：本技术 一种铸铁用硅-锌-稀土元素-铬孕育剂及其制备方法 (Silicon-zinc-rare earth element-chromium inoculant for cast iron and preparation method thereof ) 是由 陈明 何赛洲 于 2020-06-18 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种铸铁用硅-锌-稀土元素-铬孕育剂,属于铸造技术领域,孕育剂包括如下质量份的原料：质量份为20~60的硅；质量份为15~30的锌；质量份为20~30的铬；质量份为30~40的碳；质量份为1~3的钡；质量份为4~6的铜；质量份为3~7的铝；质量份为10~20的锶；质量份为0.5~1的铈；质量份为0.5~2的锆；质量份为1~5的RE。本发明的孕育剂中结合了硅、锌、铬、RE的结合,使得本发明的孕育剂在实践能够兼具减少白口倾向、又可以起到净化作用、抗衰退能力强的特性。(The invention discloses a silicon-zinc-rare earth element-chromium inoculant for cast iron, belonging to the technical field of casting, and comprising the following raw materials in parts by mass: 20-60 parts by mass of silicon; 15-30 parts by mass of zinc; 20-30 parts by mass of chromium; 30-40 parts by mass of carbon; 1-3 parts by mass of barium; 4-6 parts by mass of copper; 3-7 parts by mass of aluminum; 10-20 parts by mass of strontium; 0.5-1 parts by mass of cerium; 0.5-2 parts by mass of zirconium; 1-5 parts by mass of RE. The inoculant disclosed by the invention combines the combination of silicon, zinc, chromium and RE, so that the inoculant disclosed by the invention has the characteristics of reducing the chilling tendency, playing a purifying role and having strong anti-fading capability in practice.)

一种铸铁用硅-锌-稀土元素-铬孕育剂及其制备方法

技术领域

本发明属于铸造技术领域，具体是指一种铸铁用硅-锌-稀土元素-铬孕育剂及其制备方法。

背景技术

孕育剂在人们的日常生活中温度使用比较少，但是关于孕育剂已经有将近一百多年的发展历史。第一次发现孕育剂是上世纪的九十年代，在一战时期德国的工匠们意外的发现在铸铁时在其中加入硅铁元素，能够减少铸铁的白口倾向，因此在铸铁中加入硅铁元素是最初的孕育剂。

随着工艺的发展历程，简单单一的硅铁孕育剂已经不能满足某些领域工业的制造需求，后期已经发展成为在铸铁工艺中添加不同的金属元素来改变铸铁的白口倾向，一定程度上不同金属添加丰富了孕育剂的种类，满足了当时的工艺生产需求。但是随着工业化程度的提升，虽然市面上有种类繁多的孕育剂，但是在实践中并没有达到既可以减少白口倾向、又可以起到净化作用、抗衰退能力强的孕育剂。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，公开了一种铸铁用硅-锌-稀土元素-铬孕育剂及其制备方法，本发明的孕育剂中结合了硅、锌、铬、RE的结合，使得本发明的孕育剂在实践能够兼具减少白口倾向、又可以起到净化作用、抗衰退能力强的特性。

本发明是这样实现的：

一种铸铁用硅-锌-稀土元素-铬孕育剂，其特征在于，所述的孕育剂包括如下质量份的原料：质量份为20~60的硅；质量份为15~30的锌；质量份为20~30的铬；质量份为30~40的碳；质量份为1~3的钡；质量份为4~6的铜；质量份为3~7的铝；质量份为10~20的锶；质量份为0.5~1的铈；质量份为0.5~2的锆；质量份为1~5的RE。

进一步，所述的孕育剂为粒状的颗粒物，所述的颗粒粒径为1~3mm。

进一步，所述的孕育剂中还包括质量份为0.5~0.8的磷。

进一步，所述的孕育剂中质量份为20~60的硅来源于纳米碳化硅，所述的纳米碳化硅的粒径为50±5nm。

本发明还公开了一种铸铁用硅-锌-稀土元素-铬孕育剂的制备方法，其特征在于，所述的方法为：

步骤一、在惰性环境下，在常温的温度条件下分别称取质量份为20~60的硅、质量份为15~30的锌、质量份为20~30的铬、质量份为1~5的RE进行混合均匀；

步骤二、再称取质量份为30~40的碳、质量份为1~3的钡、质量份为4~6的铜、质量份为3~7的铝、质量份为10~20的锶、质量份为0.5~1的铈、质量份为0.5~2的锆，并且在高温的环境下将原料混合，并且进行熔炼，当充分熔化后备用；

步骤三、在惰性条件下，将步骤一中的硅-锌-稀土元素-铬的混合金属与步骤二熔炼的混合物进行高温混合熔炼，混合熔炼均匀后进行保温；保温结束后再依照同样的熔炼条件反复熔炼3~5次、冷却至室温；

步骤四、将步骤反复熔炼均匀并冷却后的混合物依照常规的技术造粒，造粒至粒径为1~3mm即可。

进一步，所述的步骤一以及步骤三中的惰性环境均为氩气或者氮气的惰性气体氛围。

进一步，所述的步骤二中的高温的环境为900~1000℃，熔炼时间为3~4h。

进一步，所述的步骤二中的高温混合熔炼条件为：1200~1250℃；保温时间为10~15min。

本发明与现有技术的有益效果在于：

本发明中的孕育剂中由于添加了Ba、Cu、RE、Al的元素的结合，这些元素的的结合使得制备的孕育剂的孕育能力强，可以很大程度上减少白口倾向；本发明中的添加的Sr具备形核能力，能够进一步防止白口倾向作用，其中Sr、Ce、Ba都具有较强的抗衰退能，解决了现有技术中孕育剂抗衰退能力弱的缺陷。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚，明确，以下列举实例对本发明进一步详细说明。应当指出此处所描述的具体实施仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

步骤一、在氩气或者氮气的惰性气体氛围下，在常温的温度条件下分别称取质量份为20~60的硅、质量份为15~30的锌、质量份为20~30的铬、质量份为1~5的RE进行混合均匀；

步骤二、再称取质量份为30~40的碳、质量份为1~3的钡、质量份为4~6的铜、质量份为3~7的铝、质量份为10~20的锶、质量份为0.5~1的铈、质量份为0.5~2的锆，并且在高温900~1000℃的环境下将原料混合，并且进行熔炼3~4h，当充分熔化后备用；

步骤三、在惰性条件下，将步骤一中的硅-锌-稀土元素-铬的混合金属与步骤二熔炼的混合物进行高温1200~1250℃混合熔炼，混合熔炼均匀后进行保温10~15min；保温结束后再依照同样的熔炼条件反复熔炼3~5次、冷却至室温；

步骤四、将步骤反复熔炼均匀并冷却后的混合物依照常规的技术造粒，造粒至粒径为1~3mm即可。

对比实施例1

步骤一、在氩气或者氮气的惰性气体氛围下，在常温的温度条件下分别称取质量份为20~60的硅、质量份为15~30的锌、质量份为1~5的RE进行混合均匀；

步骤二、再称取质量份为30~40的碳、质量份为1~3的钡、质量份为4~6的铜、质量份为3~7的铝、质量份为0.5~2的锆，并且在高温900~1000℃的环境下将原料混合，并且进行熔炼3~4h，当充分熔化后备用；

步骤三、在惰性条件下，将步骤一中的硅-锌-稀土元素-铬的混合金属与步骤二熔炼的混合物进行高温1200~1250℃混合熔炼，混合熔炼均匀后进行保温10~15min；保温结束后再依照同样的熔炼条件反复熔炼3~5次、冷却至室温；

步骤四、将步骤反复熔炼均匀并冷却后的混合物依照常规的技术造粒，造粒至粒径为1~3mm即可。

本实施例与实施例1的区别在于：不添加质量份为20~30的铬、质量份为0.5~1的铈、质量份为10~20的锶，实施例1中制备的孕育剂明显比对比实施例1中制备的孕育剂具备更佳的减少白口倾向能力，同时实施例1制备的孕育剂兼具较佳净化作用、抗衰退能力强的特性。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。