一種高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝的制作方法
【專利說明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002] 本發(fā)明涉及一種球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝，特別是一種高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生 產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0003] 球墨鑄鐵是鑄鐵中的石墨呈現(xiàn)球狀的一種鑄鐵，通過球化處理使石墨形成球狀， 這種球狀石墨可使應(yīng)力集中小，減小對基體的割裂。由于球墨鑄鐵的強(qiáng)度、塑度、韌性高，疲 勞強(qiáng)度接近于中碳鋼，耐磨性優(yōu)于非合金鋼，切削性能可與灰鑄鐵相媲美，制造成本低等優(yōu) 點，它受到了廣泛的應(yīng)用。
[0004] 球墨鑄鐵的生產(chǎn)過程中，將不同配比的原料熔化后即可形成鐵液，鐵液的質(zhì)量、球 化孕育處理效果等對鑄件的質(zhì)量有著決定性的作用。鐵液的質(zhì)量好，則凝固時能夠形成數(shù) 量更多、更小的石墨球和共晶團(tuán)，石墨球和共晶團(tuán)越多、越細(xì)小，則鑄件形成時的膨脹應(yīng)力 越大，從而能更有效地克服基體組織疏松，提高球墨鑄鐵的力學(xué)性能。因此，鐵液的質(zhì)量與 最終的球墨鑄鐵的質(zhì)量有直接關(guān)系，鐵液的質(zhì)量好壞又直接與原料的配比以及原料中各元 素化學(xué)組分的含量有直接的關(guān)系。影響球墨鑄鐵質(zhì)量的另外一個因素是球化過程，球化處 理的目的是使石墨球化，同時除去硫和氧等活性元素。眾所周知，在球墨鑄鐵的制備過程 中，人們希望硫含量越低越好，普遍認(rèn)為硫元素是一種有害元素，它的存在會破壞石墨形核 的形成過程，進(jìn)而影響球墨鑄鐵的力學(xué)性能等；另外，球化過程中，球化反應(yīng)速率及整個球 化反應(yīng)時間決定著鎂的吸收率、石墨的圓整度、數(shù)量及分布情況，而這些因素會影響球墨鑄 鐵的力學(xué)性能。目前，常規(guī)的制造廠在生產(chǎn)QT600材質(zhì)時，一般延伸率只能達(dá)到5-7,雖然達(dá) 到了國標(biāo)中規(guī)定延伸率超過3便合格的標(biāo)準(zhǔn)，但仍然處于偏低的性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，提供一種高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝。本發(fā)明不僅 能防止鐵水中結(jié)晶形核的燒損，提尚鐵水質(zhì)量，還能大幅提尚延伸率和強(qiáng)度。
[0006] 本發(fā)明的技術(shù)方案：一種高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝，特點是，按下述步 驟進(jìn)行： ① 在電爐中加入18-22份廢鋼熔煉，再加入58-62份回爐料，最后同時加入0. 5份的組 織改良劑和18-22份生鐵進(jìn)行熔煉，形成原鐵水； ② 將球化劑加入到球化包的球化室內(nèi)，再將孕育劑覆蓋在球化劑上，然后將矽鋼片覆 蓋在孕育劑上，最后將組織改良劑加入球化包內(nèi)； ③ 將電爐中溫度控制在1460-1480°C的原鐵水倒入球化包中反應(yīng)后形成終鐵水； ④ 將終鐵水澆入鑄型，冷卻后得到球鐵鑄件。
[0007] 前述的高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝中，所述廢鋼中各組成成分的質(zhì)量分 數(shù)分別為Mn彡0. 4%，S彡0. 02%，P彡0. 04%，余量為Fe。
[0008] 前述的高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝中，所述生鐵中各組成成分的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)分別為 C:4. 1-4. 3%，Si:0. 1-0. 3%，Μη:0· 01-0. 03%，P:彡 0· 04, S:彡 0· 015%，Ti: < 0.02%，余量為 Fe。
[0009] 前述的高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝中，所述球化劑中各組成成分的質(zhì)量 分?jǐn)?shù)分別為 Mg:5. 6-6. 2%，AL彡 0· 8%，Si:0· 44-0. 48%，Ca: 2. 85-3. 35%，La: 0· 4-0. 6%，余量 為Fe。
[0010] 前述的高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝中，所述組織改良劑中各組成成分的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為SiO 95%，Al 203< 1. 5%，C< 3%，其余為Si和SiO 2。
[0011] 前述的高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝中，所述步驟①中的組織改良劑的顆 粒粒度為3-8_，所述步驟②中組織改良劑的顆粒粒度為0. 1-0. 5_。
[0012] 前述的高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝中，所述孕育劑是硅鈣鋇孕育劑，其 各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為Si: > 65%，Ca: 1. 5-2. 5%，Ba:l. 0-2. 0%，余量為Fe。
[0013] 前述的高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝中，在所述步驟②中，所述球化劑的 加入量為原鐵水重量的1. 0% ;所述孕育劑的加入量為原鐵水重量的0. 25% ;所述矽鋼片的 加入量為原鐵水重量的〇. 5% ;所述組織改良劑的加入量為原鐵水重量的0. 05%。
[0014] 前述的高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝中，所述原鐵水中各組成成分的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 c:3. 9-4. 0%，Si : L 8-1. 9%，Μη:0· 45-0. 5%，P:彡 0· 05, S彡 0· 02%， Cu: 0· 35-0. 4%，Sn: 0· 03-0. 035%，余量為 Fe。
[0015] 前述的高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝中，所述終鐵水中各組成成分的 質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為 C:3. 75-3. 9%，Si:2. 35-2. 50%，Μη:0· 45-0. 5%，P:彡 0· 05, S彡 0· 15%， Cu: 0· 35-0. 4%，Sn: 0· 03-0. 035%，Mg: 0· 03-0. 05%，余量為 Fe。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在加料時將生鐵最后加入，防止鐵水中結(jié)晶形核的燒損， 提高鐵水質(zhì)量，在熔煉過程中和球化處理過程中分別加入組織改良劑，促進(jìn)球化時石墨析 出更多更細(xì)小更圓整，從而提高延伸率；還將原鐵水的硅含量控制了較高（1.8-1. 9%)，能 進(jìn)一步提高延伸率，延伸率能達(dá)到10-13。還將合金元素加入量進(jìn)行有效控制以獲得較高的 強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度可達(dá)645,屈服強(qiáng)度可達(dá)402)。
【具體實施方式】
[0017] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明，但并不作為對本發(fā)明限制的依據(jù)。
[0018] 實施例。一種高強(qiáng)度高延伸率球鐵鑄件的生產(chǎn)工藝，按下述步驟進(jìn)行： ① 在電爐中加入18-22份廢鋼熔煉，再加入58-62份回爐料，最后同時加入0. 5份的組 織改良劑和18-22份生鐵進(jìn)行熔煉，形成原鐵水； ② 將球化劑加入到球化包的球化室內(nèi)，再將孕育劑覆蓋在球化劑上，然后將矽鋼片覆 蓋在孕育劑上，最后將組織改良劑加入球化包內(nèi)； ③ 將電爐中溫度控制在1460-1480°C的原鐵水倒入球化包中反應(yīng)后形成終鐵水； ④ 將終鐵水澆入鑄型，冷卻后得到球鐵鑄件。
[0019] 所述的原鐵水到球化包中時，原鐵水不可直接沖到球化劑上，同時測量球化爆發(fā) 時間，55秒到100秒鐘之間說明球化反應(yīng)合格。
[0020] 比較好的是，所述廢鋼中各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為Mn彡0. 4%，S彡0. 02%， PS 0. 04%，余量為Fe。所述生鐵(高純生鐵)中各組成成分的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為C:4. 1-4. 3%， Si:0. 1-0. 3%，Μ