铸铁孕育处理用代铋合金

摘要

铸铁孕育处理用的代铋合金，是由锡、铜、铅等有色金属冶金中产生的烟尘和电解阳极泥中提取的粗金属、经重熔调整后得到含铋4～14％，铜0.1～1％，锡0.1～1％，锑0.5～2％，碲0.1～1％其余为铅的合金，其有促进白口的作用。可以代替传统的金属纯铋作为铸铁的孕育剂。用该合金孕育的白口坯件可采用传统的二阶段石墨化工艺；也可以与铝、硅复合孕育、实现在720～750℃温度下的一阶段低温退火，得到铁素体加石墨的可煅铸铁。

说明书

铸铁孕育处理用的代铋合金是以一种铜、铅、锡冶炼中的烟尘，阳极泥、残渣配制而成。

金属铋是一个强烈的反对铸态石墨化元素，可煅铸铁的生产中为了保证得到铸态白口的坏件，一般要采用铋作为孕育剂。但是金属铋是一种稀少的贵金属、冶炼、提纯的工艺过程长、价格高。我国每年单可煅铸铁生产每年大约耗纯铋100吨以上，随着金属铋价格上涨和市场紧缺，采用纯铋生产可锻铸铁对于厂家来说是一项日趋沉重的负担。研究新型的孕育剂代替金属铋近年来有许多进展，如EH型代替铋合金就是用工业纯铋和工业纯铅配制成的含铋20%至40%的铅基合金、在可锻铸铁生产上已开始运用，但由于其仍然用纯金属作为原料、由于原料和价格上的限制仍不能大幅度推广运用。本申请人在申请号为87105171的专利申请中提出了一种从有色冶金的烟尘。阳极泥中回收得到的含铋、锑的铅基合金作为孕育剂已成功地应用于可锻铸铁生产。

本发明是在IK-1，IK-2代铋合金基础上发展的新型合金。采用与其相同的方法由冶金过程的烟尘，残渣中获得，但合金中铋的含量进一步降低，并含一定量的铜、锑、锡、碲，对有色冶炼工业废渣开创了一新的市场，对铸铁孕育工艺提供一种价格低廉，来源广泛的原料，为国家节约大量的纯金属铋。

本产品是通过下述途径获得：由于铋是以其他共生矿存在于自然界中，因此在铜、铅、锡的冶炼过程中就形成一些含铋和其他金属的烟尘和电解渣，如铜精炼过程中产生的烟尘、铅、锡电解中的阳极泥等都富集有铋、锑、铅、碲等有价金属、经重熔和调整后可以得到含铋4～14%，锑0.5～2%，碲0.1～1%，锡0.1～1%，铜0.1～1%，其余为铅的合金，命名为IK-3型代铋合金。

IK-3型合金中铋和铅都有在凝固过程中促成铸态白口的作用;锑、碲为强烈地反石墨化元素;铜、锡可以细化莱氏体组织，能缩小常温莱氏体中的珠光体组织的片层距，在退火过程中有利于珠光体扩散分解、並能使形成的铁素体组织细化。经生产试验结果表明，用IK-3型孕育剂生产的可锻铸铁，延伸率提高3～5%。

IK-3型合金用于可锻铸铁可以代替传统的金属铋，对于常规化学成份和二阶段石墨化退火工艺生产可锻铸铁、铸件壁厚在5～20毫米，加入0.01～0.03%的IK-3合金与钨复合孕育可以获得铸态全白口。经石墨化退火后可以得铁素体加团絮状石墨的组织，机械性能达到KT35～10，加工性能良好，该代铋合金同样可用于生产白口铸铁。可以起到控制断面白口的作用;用于灰铁球铁孕育，可以细化组织、增加硬度防止石墨漂浮。此外用于专利申请公开号为CN85106684A中所提出的低温石墨化工艺。生产可锻铸铁，实现750～720℃范围的低温退火。

按本发明生产的合金制作成一定量的丝、片或粒，在可锻铸铁生产中便于炉前孕育。

实施例一：

冲天炉熔炼控制化学成份为碳2.4～2.7%，硅1.5～1.7%，锰＝1.7硫（0.05～0.25）%，硫小于0.25%磷小于0.1%，铬小于0.06%。铁水出炉温度高于1410℃在炉前采用冲入法进行硅-铝-IK-3复合孕育IK-3的化学成份为铋14%，铜0.8%，锡1%，锑0.5%，碲0.2%，其余为铅。硅以硅铁加入，加入量0.1～0.2%，铝加入量0.008%，IK-3为0.01～0.03%，浇注后的坏件放入退火炉中，经400℃预温处理4小时再升温至750℃保温8小时，730℃保温6小时，720℃保温6小时，最后炉冷到680℃出炉空冷。壁厚在20毫米以内的铸件在750～720℃范围内保温20～30小时，可得全铁素体组织。

实施例二：

冲天炉熔炼控制化学成份为碳2.4～2.8%，硅1.5～1.7%，锰＝1.7硫+（0.05～0.25）%，硫小于0.25，磷小于0.1%，铬小于0.06%，铁水出炉温度高于1400℃，炉前冲入0.01～0.03%的IK-3与0.008%的铝复合孕育。IK-3的成份为铋8%，铜0.1%，锡0.8%，锑1.5%，碲1%，其余为铝。对于壁厚5～20毫米的件可获得全白口。坏件可按传统的退火工艺经二阶段退火得到铁素体加团絮状石墨，退火总周期40～60小时。

IK-3型代铋合金铋量较以往应用中的代铋合金含铋量低，並含有多种元素，综合使用性能好，既利用了有色金属冶炼中的废料，又为铸铁孕育处理提供了价格低廉，来源丰富的代铋剂。