ES2272237T3 - Produccion de fundicion nodular que incluye una inoculacion preliminar en el crisol de colada. - Google Patents
Produccion de fundicion nodular que incluye una inoculacion preliminar en el crisol de colada. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2272237T3 ES2272237T3 ES00204581T ES00204581T ES2272237T3 ES 2272237 T3 ES2272237 T3 ES 2272237T3 ES 00204581 T ES00204581 T ES 00204581T ES 00204581 T ES00204581 T ES 00204581T ES 2272237 T3 ES2272237 T3 ES 2272237T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- wall thickness
- inoculant
- magnesium
- cast
- added
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 238000011081 inoculation Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 6
- 239000002054 inoculum Substances 0.000 claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 44
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 39
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims abstract description 35
- 229910001141 Ductile iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 25
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 34
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 34
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 34
- 238000011282 treatment Methods 0.000 claims description 25
- 239000012768 molten material Substances 0.000 claims description 19
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 18
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 16
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 10
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 8
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 5
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 4
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 4
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 4
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 claims 1
- XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N iron silicon Chemical compound [Si].[Fe] XWHPIFXRKKHEKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 claims 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 claims 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 7
- 229910000519 Ferrosilicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 5
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910001567 cementite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N iron;methane Chemical compound C.[Fe].[Fe].[Fe] KSOKAHYVTMZFBJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 229910000861 Mg alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001037 White iron Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 aluminum and steel Chemical class 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 150000001247 metal acetylides Chemical class 0.000 description 2
- QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N methylidyneiron Chemical compound [C].[Fe] QMQXDJATSGGYDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 2
- 229910000636 Ce alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001208 Crucible steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005347 FeSi Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004614 Process Aid Substances 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052752 metalloid Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000024121 nodulation Effects 0.000 description 1
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 1
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
Abstract
Un proceso para producir fundición nodular con un gran número de nódulos de grafito, que comprende los siguientes pasos: - preparar una colada de hierro base para fundir piezas fundidas de fundición nodular: - añadir magnesio a la colada de hierro base; - utilizar una corriente de material fundido para moldear el hierro fundido en un molde de fundición, siendo añadido un inoculante a la corriente de material fundido, caracterizado porque entre la adición de magnesio y la adición del inoculante a la corriente de material fundido, se lleva a cabo una inoculación preliminar utilizando un inoculante adicional como un paso adicional, en el que el inoculante para la corriente de material fundido está compuesto de una aleación de hierro-silicio que contiene un 70 % de silicio, un 0, 4 % de aleaciones metálicas de cerio, un 0, 7 % de calcio, un 1 % de aluminio y un 0, 8 % de bismuto, y trazas de elementos inevitables, y el inoculante adicional es idéntico al inoculante para la corriente de materialfundido,
Description
Producción de fundición nodular que incluye una
inoculación preliminar en el crisol de colada.
La invención trata de un proceso para la
producción de fundición nodular con un gran número de nódulos de
grafito. La invención también trata de una pieza de fundición
producida utilizando este proceso.
La producción de piezas fundidas, en comparación
con la soldadura, el mecanizado o el deformado del metal, tiene la
considerable ventaja de que un producto puede ser hecho de una sola
vez y a continuación apenas requiere un tratamiento posterior. El
diseñador de un producto tiene también una considerable libertad de
diseño cuando determina la forma de la pieza fundida, y las piezas
de fundición se pueden producir en grandes cantidades a un coste
relativamente bajo. Sin embargo, es una desventaja que la mayoría de
los metales, como el aluminio y el acero, se contraen
considerablemente durante la solidificación, con el resultado de que
se forman cavidades de contracción internas y resulta muy difícil o
imposible prevenir la porosidad.
La fundición de hierro se comporta de manera
diferente, ya que durante la solidificación el carbono en el
material fundido precipita en la forma de partículas de grafito.
Esta formación de grafito va pareja a un incremento en volumen, de
manera que es posible compensar la contracción del hierro. Como
resultado, la fundición de hierro puede, en principio, estar libre
de porosidad o cavidades de contracción.
En la fundición nodular, las partículas de
grafito formadas son más o menos esféricas, de manera que causan un
menor efecto de entalladura en la fundición de hierro. En
consecuencia, la fundición nodular tiene una propiedades mecánicas
que son comparables a las del acero.
Aunque el mecanismo de formación de nódulos en
la fundición nodular no se conoce todavía totalmente, en la
práctica se han desarrollado y patentado una serie de técnicas y
tratamientos habituales. El punto de comienzo es una fundición de
hierro con una composición básica, el llamado hierro base,
conteniendo por ejemplo un 3,5% de carbono, un 2% de silicio, y
menos de 0,02% de azufre, así como otros elementos aleados normales
que tienen una influencia controlable en la estructura del grafito.
Durante el tratamiento preliminar, que normalmente se realiza en un
crisol de tratamiento o en un crisol de fundición, se añade
normalmente magnesio al material fundido al objeto de conseguir un
contenido de magnesio libre disuelto de 0,015 a 0,06% de magnesio
+/- 0,005%. Con frecuencia, se añaden también pequeñas cantidades de
cesio, calcio y cualquier otro elemento metálico alcalino o
metálico alcalinotérreo. Este tratamiento preliminar se conoce como
nodulización o tratamiento de magnesio. Tras esta nodulización, se
añade un inoculante a la fundición de hierro, de manera que se
forman núcleos de inoculación en el material fundido, pudiendo
alrededor de dichos núcleos de inoculación cristalizar el carbono
en la forma de grafito. Este tratamiento se conoce como inoculación.
Se utilizan como inoculante varias composiciones. El inoculante se
añade al flujo de fundición preferiblemente sólo en el último
momento, por ejemplo en la forma de granos que tienen el tiempo
justo para disolverse en el material fundido. Se ha descubierto que
la adición temprana de inoculante conduce a un menor número de
nódulos por mm^{2} en la fundición nodular. Para realizar la
nodulización y la inoculación en un tratamiento a continuación del
proceso de fundición, es posible utilizar un dispositivo en el que
las reacciones tienen lugar generalmente bajo un gas inerte
protector.
Un proceso de este tipo se describe en la
Patente Francesa 2511044. De acuerdo con este documento, se utiliza
un inoculante que tiene el nombre comercial de "Sphérix",
comprendiendo una aleación de ferrosilicio con un
70-75% de silicio, conteniendo entre 0,005% y 3% de
al menos uno de los metaloides de bismuto, plomo o antimonio, y
entre 0,005% y 3% de al menos un metal del grupo de las tierras
raras. (Todos los porcentajes en este texto se dan como tanto por
ciento en peso).
El documento
EP-A-0 317 366 describe un proceso
para producir fundición nodular que está libre de la formación de
cementita, en el que la esferoidización se realiza utilizando
magnesio o un material que contiene magnesio a la vez que se
utiliza una aleación de ferrosilicio como agente de inoculación,
siendo realizada la inoculación en el crisol y en el flujo de
material fundido a medida que se cuela en el molde.
Klaus Jürgen Best en su artículo
"Behandlung von GuBeisenschmelzen mit
Magnesiumbehandlungsdraht und Impfdraht zur Erzeugung von
Serienteilen aus GuBeisen mit Kugelgraphit und mit
Vermiculargraphit", Giesserei, Deutschland, Giesserei Verlag.
Dusseldorf, vol.76, No. 3, páginas 69-73, describe
un proceso para el tratamiento de fundiciones de hierro que
comprende la adición de hilo de magnesio y la inoculación con hilo
de ferrosilicio 0,067 al objeto de producir fundición de hierro con
grafito nodular. Dicha inoculación puede ser realizada en crisol o
también en la corriente fundida, al objeto de reducir la dureza de
las piezas de fundición mientras se incrementa el número de nódulos
de grafito en la microestructura.
Se conoce generalmente que en la práctica es muy
difícil utilizar técnicas de fundido convencionales para producir
piezas de fundición con un espesor de pared de menos de 5 mm que
estén libres de carburos primarios, si se utilizan moldes de arena
sin calentamiento o coquillas por gravedad. Con un grosor de pared
menor de 5 mm, la tasa de enfriamiento durante la solidificación en
el molde de arena sobre el que se vierte el hierro fundido es tan
alta que, en un estado de nucleación óptimo de acuerdo con los
métodos conocidos hasta ahora, los núcleos existentes son
insuficientes para completar la grafitización, y para evitar la
forma más baja de solidificación blanca. Las distancias de difusión
excesivamente largas para los núcleos de grafito que están
presentes harán que parte del carbono disuelto forme carburos
primarios o cementita de acuerdo con el sistema
hierro-carbono metaestable, en lugar de grafito
nodular de acuerdo con el sistema hierro-carbono
estable.
Es un objeto de la invención proporcionar un
proceso mejorado para la producción de fundición nodular.
Es otro objeto de la invención proporcionar un
proceso para producir fundición nodular fina que esté libre de
cementita sin utilizar un tratamiento térmico específico para este
propósito.
Es también otro objeto de la invención
proporcionar un proceso que prevenga la formación de carburos
primarios indeseables en estas paredes finas.
Es también otro objeto de la invención
proporcionar un proceso con el que se obtenga una microestructura de
fundición nodular en paredes de grosor relativamente fino.
Es otro objeto de la invención proporcionar un
proceso relativamente simple con el que se puedan producir piezas
fundidas hechas de fundición nodular con paredes de grosor más fino
que las que ha sido posible producir hasta ahora.
Es también otro objeto de la invención
proporcionar un proceso con el que se puedan producir paredes finas
en piezas fundidas de fundición de hierro nodular, con dimensiones
mayores que las que han sido posible hasta ahora.
Es también un objeto de la invención
proporcionar piezas fundidas hechas en fundición nodular en las que
se consigan los objetivos expuestos más arriba.
De acuerdo con un primer aspecto de la
invención, se logran uno ó más de los objetivos descritos más arriba
con un proceso para producir fundición nodular con un gran número
de nódulos de grafito, como se reivindica en la reivindicación
1.
Sorprendentemente, se ha descubierto que
añadiendo un inoculante adicional durante un paso adicional tiene
un efecto muy favorable en el número de nódulos de grafito que se
forman. Esta inoculación preliminar con el inoculante adicional es
en extremo sorprendente dado que hasta ahora se ha observado siempre
que los inoculantes para el flujo fundido deben ser añadidos lo más
tarde posible en el proceso al objeto de formar tantos núcleos de
inoculación en el material fundido como sea posible. Cuando el
inoculante se añadía antes, se observaba que el efecto de añadir el
inoculante disminuía. Por lo tanto, hasta ahora el inoculante se
añadía únicamente a la corriente de material fundido que se utiliza
para llenar los moldes de fundición. Esta adición tiene lugar de
una manera medida con precisión.
Con el proceso de acuerdo con la invención, en
el que el inoculante adicional se añade como un paso adicional, es
posible producir piezas fundidas de fundición nodular de una manera
convencional sin que se requiera tratamientos térmicos adicionales,
al mismo tiempo que la pieza fundida puede tener paredes con un
grosor de pared que es menor que el espesor de pared mínimo
considerado previamente de 5 mm. Se ha probado como posible, con la
ayuda del proceso de acuerdo con la invención, producir una pieza
fundida de fundición nodular que tiene paredes con un grosor de
pared de entre 2 mm y 5 mm sin que se forme fundición blanca. El
proceso de acuerdo con la invención es por lo tanto especialmente
adecuado para la producción de componentes para la industria del
automóvil que están sujetos a cargas relativamente grandes y hasta
el presente se han producido por, por ejemplo, soldadura de piezas
de acero.
Preferiblemente, la inoculación preliminar con
el inoculante adicional se lleva a cabo como mucho aproximadamente
30 minutos antes de moldear, preferible como mucho 15 minutos antes
de moldear. La inoculación preliminar puede de esta manera ser
llevada a cabo mucho antes del proceso de moldeo, sin que el momento
en que se realice la inoculación preliminar sea crítico.
De acuerdo con una realización del proceso, el
magnesio se añade en un crisol de tratamiento o de fundición y el
inoculante adicional se añade a la carga del crisol de tratamiento o
de moldeo en forma de un componente en hilo. En esta realización
del proceso, el crisol de tratamiento sirve también como crisol de
fundición para moldear el acero fundido en el molde de fundición.
La inoculación preliminar con el inoculante adicional en forma de
un hilo se lleva a cabo independientemente y después de que el
tratamiento con magnesio se haya completado.
De acuerdo con otra realización del proceso se
añade el magnesio en un crisol de tratamiento y el inoculante
adicional se añade a la corriente de material fundido que se dirige
desde el crisol de tratamiento al crisol de moldeo. En esta
realización del proceso, el hierro fundido se vierte en primer lugar
desde el crisol de tratamiento a un crisol de moldeo. Durante este
paso, se añade el inoculante adicional, de manera que la inoculación
preliminar con el inoculante adicional se realiza de esta manera
independiente del tratamiento de magnesio y está separado también
físicamente del mismo.
El inoculante adicional es idéntico al
inoculante de la corriente de material fundido. Así, es posible
realizar el proceso con un tipo de inoculante, de manera que no
existe confusión sobre qué tipo de inoculante se debe utilizar en
cada momento.
El primer inoculante consiste en una aleación de
ferrosilicio que contiene aproximadamente un 70% de silicio y
aproximadamente un 0,4% de aleación de metales céricos, 0,7% de
calcio, 1% de aluminio y 0,8% de bismuto, y trazas inevitables de
otros elementos.
De acuerdo con un proceso preferido, se añade
aproximadamente un 0,3% del inoculante adicional durante el paso
adicional, teniendo el inoculante adicional la misma composición que
el inoculante de la corriente fundida. Esta cantidad del inoculante
adicional con la composición mencionada más arriba es suficiente
para formar un número de núcleos de inoculación suficientemente
alto, obviamente en conjunción con el uso de inoculantes en la
corriente de metal fundido.
Preferiblemente, la cantidad de carbono en el
hierro base se hace mayor o igual de 3,7% y se hace que la cantidad
de silicio sea tan alta como sea posible, de manera que es posible
el moldeo de piezas fundida de pared fina. Esta composición del
material fundido, en conjunción con los inoculantes, tiene un efecto
beneficioso sobre el número de nódulos de grafitos formados.
Para moldear con un grosor de pared de
aproximadamente 2 mm, es preferible utilizar un hierro base con un
contenido aproximado del 4% de carbono, y para moldear con un grosor
de pared de aproximadamente 3 mm es preferible utilizar un hierro
base con un contenido aproximado del 3,8% de carbono.
El magnesio se añade preferiblemente como
magnesio puro o como una prealeación, como por ejemplo NiMg15 ó
FeSiMg.
De acuerdo con un proceso preferido, tras la
adición de magnesio la cantidad de magnesio libre en el hierro base
fundido es igual a aproximadamente 0,020% para piezas fundidas que
van a ser moldeadas con un grosor de pared de aproximadamente 2 mm,
es aproximadamente 0,025% para piezas fundidas con un grosor de
pared de aproximadamente 3 mm, y es aproximadamente 0,030% para un
grosor de pared de aproximadamente 4 mm.
Preferiblemente, se añade una cantidad mayor de
inoculante de la corriente fundida a medida que el grosor de pared
deseado de la pieza fundida se hace más pequeño. La adición de más
inoculante en la corriente fundida provoca que se formen más
núcleos de inoculación en el material fundido y en consecuencia que
se formen más nódulos de grafito en la pieza fundida. Un mayor
número de nódulos de grafito es deseable a medida que la pared se
hace más fina.
Un segundo aspecto de la invención proporciona
una pieza fundida hecha de fundición nodular que de acuerdo con la
invención tiene una pared con un grosor de pared de menos de
aproximadamente 5 mm, en particular entre 2 mm y 4 mm, mediante el
uso del proceso descrito más arriba. Las piezas fundidas de este
tipo hechas de fundición nodular que tienen al menos una pared con
un grosor de pared de menos de 5 mm tienen aplicación en muchas
áreas, como por ejemplo la industria del automóvil, como buen
sustituto para componentes formados tradicionalmente, como por
ejemplo fundición nodular pesada, acero forjado, acero fundido o una
composición soldada, o para componentes formados de manera no
tradicional, como por ejemplo fundición de aluminio tratada
térmicamente, dado que puede ser producida a un coste menor en
mayor número y son también más ligeras de peso, satisfaciendo al
mismo tiempo los requisitos funcionales, en particular con respecto
a la resistencia.
El número de nódulos de grafito por mm^{2} en
la pieza fundida se incrementa a medida que el grosor de pared
disminuye, siendo aproximadamente 2.000 nódulos por mm^{2} para un
grosor de pared de aproximadamente 3 mm y siendo aproximadamente
6.000 nódulos por mm^{2} para un grosor de pared de
aproximadamente 2 mm. Un número de nódulos de este orden es
deseable al objeto de prevenir la solidificación blanca del hierro
fundido a estos grosores.
La pieza fundida tiene unas dimensiones
preferiblemente que son como mucho de 300 por 300 por 400 mm. Estas
dimensiones son lo suficientemente grandes para la mayoría de las
aplicaciones en las que se pueden usar piezas fundida de pared
fina.
La invención será descrita en base a una
realización de ejemplo y mediante referencia a los dibujos, en los
que:
la Figura 1 describe de manera en forma de
diagrama un crisol de tratamiento y un crisol de fundición para el
tratamiento de magnesio y la inoculación preliminar;
la Figura 2 describe en forma de diagrama el
moldeo de una pieza fundida y la inoculación.
Cuando se producen piezas fundidas de la manera
acostumbrada en fundición nodular, se forma un metal fundido a
partir de una base de hierro 3 conteniendo aproximadamente 3,5% de
carbono, 2% de silicio y menos de 0,02 % de azufre, así como otros
elementos de aleación usuales que hasta donde se sabe tienen una
influencia manejable en la estructura de grafito. El hierro base se
transfiere a un crisol de tratamiento 1, véase la Figura 1, en el
que se añade magnesio al material fundido, véase la flecha A en la
Figura 1. El magnesio se añade como magnesio puro o como una
aleación de magnesio, como por ejemplo NiMg15 ó FeSiMg. Se debe
conseguir un contenido de magnesio disuelto libre de 0,015 - 0,06%
de magnesio +- 0,005%. El magnesio puro se puede suministrar como
un alambre que está relleno de magnesio o con una prealeación de
magnesio, de manera que no exista riesgo de que el magnesio se
oxide o evapore prematuramente. Frecuentemente se añaden también
deliberadamente pequeñas cantidades de cerio y/o calcio y
sustancias similares.
Tras este así denominado tratamiento de
magnesio, parte del material fundido se transfiere a un crisol de
moldeo 2, véase flecha B en la Figura 1. En la Figura 2 se muestra
que el hierro fundido 3 es vertido desde el crisol de moldeo 2 en
el molde de fundición 4, siendo añadido un inoculante a la corriente
de material fundido 5 durante el moldeo, véase flecha D. Hay un
gran número composiciones que se usan como inoculante para formar
un gran número de núcleos de inoculación en el material fundido. Uno
de estos inoculantes es Sphérix, véase la Patente Francesa 2511044,
que consiste en un ferrosilicio que contiene un
70-75% de silicio con entre 0,005% y 3% de al menos
uno de los metales bismuto, plomo o antimonio, y entre 0,005% y 3%
de un metal seleccionado de entre el grupo de las tierras raras. El
inoculante se añade lo más tarde posible antes de llenar el molde
de fundición, dado que se ha descubierto que el efecto de la adición
del inoculante disminuye en caso contrario.
De acuerdo con la invención, se añade un
inoculante adicional, véase la flecha E en la Figura 1. Este
inoculante adicional puede ser añadido fácilmente al material
fundido un cuarto de hora antes de que el molde de fundición 4 sea
llenado y aún así tiene un efecto favorable en la formación de
núcleos de inoculación y en conseguir un gran número de nódulos de
grafito en la pieza fundida, de manera que la pieza fundida pueda
tener paredes con un grosor de pared más fino que 5 mm.
A medida que el grosor de pared disminuye de 5
mm hasta un grosor mínimo posible de 2 mm, es deseable que el tanto
por ciento de carbono en el hierro base se incremente de
aproximadamente 3,5% a aproximadamente 4%, mientras que al mismo
tiempo el tanto por ciento de silicio utilizado debe ser tan alto
como sea posible, pero disminuyendo de aproximadamente 2,8% a
aproximadamente 2,5% a medida que el tanto por ciento de carbono se
incrementa.
Cuando se utiliza el proceso de acuerdo con la
invención, se ha descubierto que un inoculante hecho de una
aleación de FeSi que contiene aproximadamente un 70% de silicio y
aproximadamente un 0,4% de aleaciones de cerio, 0,7% de calcio, 1%
de aluminio y 0,8% de bismuto y trazas inevitables de otros
elementos proporciona el mejor resultado en comparación con los
procesos conocidos hasta ahora. Este inoculante se utiliza tanto
como inoculante en la corriente fundida como para inoculante
adicional. Se utiliza aproximadamente un 0,3% del inoculante
adicional para la inoculación preliminar. Se permite utilizar un
porcentaje incrementado del inoculante de la corriente fundida a
medida que disminuye el grosor de la pared deseado, aumentando hasta
aproximadamente un 0,8% para un grosor de pared de 2 mm, mientras
se usará un tanto por ciento de inoculante menor a medida que se
incremente el tanto por ciento de carbono y silicio.
Es también deseable que el tanto por ciento de
magnesio permanezca bajo y que se haga aún menor a medida que el
grosor de pared disminuye. Para un grosor de pared de 2 mm, el tanto
por ciento de magnesio libre debe ser aproximadamente 0,02%, para
un grosor de pared de 3 mm debe ser de aproximadamente 0,025%, y
para un grosor de pared de 4 mm de debe ser aproximadamente
0,03%.
Con el proceso para moldear piezas fundidas de
fundición nodular de acuerdo con la invención, es posible fundir
piezas con al menos una pared con un grosor de aproximadamente 2 mm,
al mismo tiempo que la pieza fundida puede tener un tamaño máximo
de 300 por 300 por 400 mm.
Cuando se utiliza el proceso de acuerdo con la
invención, para un grosor de pared de 2 mm es posible formar
aproximadamente 6.000 nódulos por mm^{2}, y para un grosor de
pared de 3 mm es posible formar aproximadamente 2.000 nódulos por
mm^{2}. Para estos grosores, la fundición nodular que ha sido
tratada de una manera convencional tiene aproximadamente entre 550
y 1000 nódulos por mm^{2}.
La invención ha sido descrita más arriba en base
a una realización de ejemplo. Se debe entender que la invención no
se limita a este ejemplo; el objeto de protección está determinado
por las reivindicaciones que siguen.
Claims (12)
1. Un proceso para producir fundición nodular
con un gran número de nódulos de grafito, que comprende los
siguientes pasos:
- -
- preparar una colada de hierro base para fundir piezas fundidas de fundición nodular:
- -
- añadir magnesio a la colada de hierro base;
- -
- utilizar una corriente de material fundido para moldear el hierro fundido en un molde de fundición, siendo añadido un inoculante a la corriente de material fundido,
caracterizado porque entre
la adición de magnesio y la adición del inoculante a la corriente de
material fundido, se lleva a cabo una inoculación preliminar
utilizando un inoculante adicional como un paso adicional, en el
que el inoculante para la corriente de material fundido está
compuesto de una aleación de hierro-silicio que
contiene un 70% de silicio, un 0,4% de aleaciones metálicas de
cerio, un 0,7% de calcio, un 1% de aluminio y un 0,8% de bismuto, y
trazas de elementos inevitables, y el inoculante adicional es
idéntico al inoculante para la corriente de material fundido,
resultando en una pieza de fundición hecha de fundición nodular que
tiene 2.000 nódulos por mm^{2} para un espesor de pared de 3 mm y
que tiene 6.000 nódulos por mm^{2} para un espesor de pared de 2
mm.
2. Un proceso de acuerdo con la reivindicación
1, caracterizado porque la inoculación preliminar es llevada
a cabo al menos 30 minutos antes del moldeo, preferiblemente al
menos 15 minutos antes del moldeo.
3. Un proceso de acuerdo con las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el magnesio es
añadido en un crisol de tratamiento o fundición, y porque el
inoculante adicional es añadido al crisol de tratamiento o de
fundición contenido en un de hilo.
4. Un proceso de acuerdo con las
reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado porque el magnesio se
añade en un crisol de tratamiento, y porque el inoculante adicional
se añade a la corriente de material fundido que va del crisol de
tratamiento al crisol de fundición.
5. Un proceso de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque durante el
paso adicional se añade un 0,3% del inoculante adicional.
6. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque para
moldear con un espesor de pared de 2 mm, se utiliza un acero base
que contiene un 4% de carbono y porque para moldear con un espesor
de pare de 3 mm, se utiliza un acero base que contiene un 3,8% de
carbono.
7. Un proceso de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el
magnesio se añade como magnesio puro o como una prealeación, como
por ejemplo NiMg15 ó
FeSiMg.
FeSiMg.
8. Un proceso de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque tras la
adición de magnesio la cantidad de magnesio libre en el acero base
fundido es igual a 0,020% para piezas fundidas que van a ser
moldeadas con un espesor de pared de 2 mm, es igual a 0,025% para
piezas fundidas con un espesor de pared de 3 mm, y es igual a
0,030% para un espesor de pared de 4 mm.
9. Un proceso de acuerdo con una de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque una
cantidad mayor de inoculante para la corriente fundida se añade a
medida que el espesor de pared deseado de la pieza fundida que se
va a moldear se hace más fino.
10. Una pieza fundida hecha de fundición nodular
utilizando el proceso de acuerdo con una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizada porque la pieza fundida tiene una
pared con un espesor de pared de menos de aproximadamente 5 mm, y
en particular de entre 2 mm y 4 mm, y porque la pieza fundida tiene
más nódulos de grafito por mm^{2} a medida que el espesor de
pared se hace más fino, teniendo la pieza fundida 2.000 nódulos por
mm^{2} para un espesor de pared de 3 mm y teniendo 6.000 nódulos
por mm^{2} para un grosor de pared de 2 mm.
11. Una pieza fundida de acuerdo con la
reivindicación 10, caracterizada porque las dimensiones de la
pieza fundida son como mucho 300 por 300 por 400 mm.
12. Una pieza fundida hecha de fundición
nodular, caracterizada porque la pieza fundida, en una pared
con un grosor de pared de 2 mm y 5 mm, tiene predominantemente una
matriz de acero ferrítico y porque el número de nódulos de grafito
por mm^{2} de la pieza fundida se incrementa a medida que el
espesor de pared se hace más pequeño, teniendo la pieza fundida
2.000 nódulos por mm^{2} para un espesor de pared de 3 mm y
teniendo 6.000 nódulos por mm^{2} para un espesor de pared de 2
mm.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NL1014394 | 2000-02-16 | ||
| NL1014394A NL1014394C2 (nl) | 2000-02-16 | 2000-02-16 | Werkwijze voor het vervaardigen van nodulair gietijzer, en gietstuk vervaardigd met deze werkwijze. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2272237T3 true ES2272237T3 (es) | 2007-05-01 |
Family
ID=19770825
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES00204581T Expired - Lifetime ES2272237T3 (es) | 2000-02-16 | 2000-12-18 | Produccion de fundicion nodular que incluye una inoculacion preliminar en el crisol de colada. |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6533998B2 (es) |
| EP (1) | EP1126037B1 (es) |
| AT (1) | ATE343648T1 (es) |
| DE (1) | DE60031503T2 (es) |
| ES (1) | ES2272237T3 (es) |
| NL (1) | NL1014394C2 (es) |
| PT (1) | PT1126037E (es) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL1014394C2 (nl) | 2000-02-16 | 2001-08-20 | Corus Technology B V | Werkwijze voor het vervaardigen van nodulair gietijzer, en gietstuk vervaardigd met deze werkwijze. |
| FR2855186B1 (fr) | 2003-05-20 | 2005-06-24 | Pechiney Electrometallurgie | Produits inoculants contenant du bismuth et des terres rares |
| US7118941B2 (en) * | 2003-06-25 | 2006-10-10 | Intel Corporation | Method of fabricating a composite carbon nanotube thermal interface device |
| DE102005062994B4 (de) | 2005-12-30 | 2014-08-21 | Skw Giesserei Gmbh | Verfahren zur Herstellung von dickwandigen Gussstücken |
| US7846381B2 (en) * | 2008-01-29 | 2010-12-07 | Aarrowcast, Inc. | Ferritic ductile cast iron alloys having high carbon content, high silicon content, low nickel content and formed without annealing |
| JP5839465B2 (ja) * | 2011-12-22 | 2016-01-06 | 曙ブレーキ工業株式会社 | 球状黒鉛鋳鉄の製造方法および球状黒鉛鋳鉄部材の製造方法 |
| CN102732776B (zh) * | 2012-04-19 | 2014-06-04 | 天津金盛达石油机械有限公司 | 薄壁奥氏体球墨铸铁叶轮生产工艺 |
| NO20161094A1 (en) * | 2016-06-30 | 2018-01-01 | Elkem As | Cast Iron Inoculant and Method for Production of Cast Iron Inoculant |
| NO347571B1 (en) | 2016-06-30 | 2024-01-15 | Elkem Materials | Cast Iron Inoculant and Method for Production of Cast Iron Inoculant |
| CN106834588B (zh) * | 2017-03-17 | 2018-10-09 | 南京浦江合金材料股份有限公司 | 一种用于高韧性球铁的含铋孕育剂的制备工艺 |
| CN107877543A (zh) * | 2017-10-13 | 2018-04-06 | 江苏捷帝机器人股份有限公司 | 一种耐磨高强度长寿命机器人机械小臂铸件 |
| NO349312B1 (en) | 2017-12-29 | 2025-12-01 | Elkem Materials | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant |
| NO349037B1 (en) * | 2017-12-29 | 2025-09-01 | Elkem Materials | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant |
| NO349310B1 (en) | 2017-12-29 | 2025-12-01 | Elkem Materials | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant |
| NO349041B1 (en) | 2017-12-29 | 2025-09-08 | Elkem Materials | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant |
| NO346252B1 (en) | 2017-12-29 | 2022-05-09 | Elkem Materials | Cast iron inoculant and method for production of cast iron inoculant |
| CN115418556A (zh) * | 2022-08-25 | 2022-12-02 | 宁夏新顺成特种合金有限公司 | 一种球墨铸铁用孕育剂及制备方法 |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5037607B1 (es) * | 1969-05-19 | 1975-12-03 | ||
| JPS5037607A (es) | 1973-08-06 | 1975-04-08 | ||
| FR2511044A1 (fr) * | 1981-08-04 | 1983-02-11 | Nobel Bozel | Ferro-alliage pour le traitement d'inoculation des fontes a graphite spheroidal |
| JPH01136920A (ja) * | 1987-11-20 | 1989-05-30 | Hitachi Metals Ltd | 球状黒鉛鋳鉄の製造法 |
| JP2634707B2 (ja) * | 1991-04-04 | 1997-07-30 | 日立金属株式会社 | 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 |
| RU2156810C1 (ru) | 2000-01-21 | 2000-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Экономист" | Способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным и вермикулярным графитом |
| NL1014394C2 (nl) | 2000-02-16 | 2001-08-20 | Corus Technology B V | Werkwijze voor het vervaardigen van nodulair gietijzer, en gietstuk vervaardigd met deze werkwijze. |
-
2000
- 2000-02-16 NL NL1014394A patent/NL1014394C2/nl not_active IP Right Cessation
- 2000-12-18 DE DE60031503T patent/DE60031503T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2000-12-18 EP EP00204581A patent/EP1126037B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-18 ES ES00204581T patent/ES2272237T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2000-12-18 AT AT00204581T patent/ATE343648T1/de not_active IP Right Cessation
- 2000-12-18 PT PT00204581T patent/PT1126037E/pt unknown
-
2001
- 2001-02-12 US US09/780,667 patent/US6533998B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| NL1014394C2 (nl) | 2001-08-20 |
| DE60031503D1 (de) | 2006-12-07 |
| US20010024622A1 (en) | 2001-09-27 |
| EP1126037B1 (en) | 2006-10-25 |
| ATE343648T1 (de) | 2006-11-15 |
| US6533998B2 (en) | 2003-03-18 |
| EP1126037A1 (en) | 2001-08-22 |
| DE60031503T2 (de) | 2007-05-16 |
| PT1126037E (pt) | 2007-01-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2272237T3 (es) | Produccion de fundicion nodular que incluye una inoculacion preliminar en el crisol de colada. | |
| ES2910511T3 (es) | Inoculante de hierro fundido y método de producción de un inoculante de hierro fundido | |
| ES2777934T3 (es) | Aleación inoculante para piezas gruesas de fundición | |
| JP5355398B2 (ja) | 延性鉄の改良された製造方法 | |
| ES2911277T3 (es) | Inoculante de hierro fundido y método de producción de un inoculante de hierro fundido | |
| ES2362241B1 (es) | Procedimiento de fabricación de piezas de fundición esferoidal. | |
| Borse et al. | Review on grey cast iron inoculation | |
| US6293988B1 (en) | Inoculant and inoculant method for gray and ductile cast irons | |
| JP7818574B2 (ja) | 球状黒鉛鋳鉄、球状黒鉛鋳鉄の製造方法及び球状化処理剤 | |
| CN111742065A (zh) | 铸铁孕育剂以及用于生产铸铁孕育剂的方法 | |
| US4544407A (en) | Process for producing cast iron castings with a vermicular graphite structure | |
| JP2634707B2 (ja) | 球状黒鉛鋳鉄の製造方法 | |
| Riposan et al. | Cast iron inoculation enhanced by supplementary oxy-sulfides forming elements | |
| JP4565301B2 (ja) | 高強度球状黒鉛鋳鉄及びその製造方法 | |
| JPS63483B2 (es) | ||
| CN101341262B (zh) | 蠕墨铸铁的制造方法 | |
| ES3047710T3 (en) | Method and additive composition for preparing ductile cast iron, and use of the additive thereof | |
| ES2342758B1 (es) | Proceso de fabricacion de una fundicion esferoidal. | |
| US2625473A (en) | Lithium modified magnesium treatment of cast iron | |
| RU2134302C1 (ru) | Способ получения высокопрочного чугуна с шаровидным графитом | |
| JP3419561B2 (ja) | 溶湯のインモールド処理方法 | |
| SU587169A1 (ru) | Лигатура | |
| Gunia et al. | A comparison of selected methods of graphitizing inoculation applied after the spheroidizing treatment | |
| JPH05331590A (ja) | 鋳型内黒鉛球状化処理合金及び黒鉛球状化処理方法 | |
| JPH108121A (ja) | Cv黒鉛鋳鉄製造用接種剤およびそれを用いたcv黒鉛鋳鉄の製造方法 |