一种高强韧球铁及其制造方法技术

一种高强韧球铁及其制造方法，属于铸铁技术领域。先在电炉内采用废钢、炼钢生铁和增碳剂熔炼低硅球铁原铁水，低硅球铁原铁水的化学组成及质量分数是：3.5～3.7%C,Si<1.0%,Mn<0.35%,S<0.04%,P<0.05%,余量Fe。然后用硅铁对低硅球铁原铁水进行随流孕育处理，并用铜镁合金和镍镁合金进行球化处理和微合金处理，球化处理后，继续用复合孕育剂、金属铋和金属锑对铁水进行孕育和微合金化，可得到强度高、韧性好，无白口组织的高强韧球铁。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术公开了一种球墨铸铁及其制造方法，特别涉及一种高强韧球铁及其制造方法，属于铸铁

技术介绍
球铁因具有强度高、韧性好、价格低廉和铸造工艺性能好等特点，在机械和汽车等领域获得了广泛的应用。但是，对于一些球铁薄壁件，因凝固冷却速度快，凝固组织中易出现碳化物，球铁出现白口化倾向，导致球铁韧性大幅度下降。为了减少薄壁球铁件中的碳化物，以往主要采用正火方法消除，工艺复杂，且正火过程中，球铁件易变形、开裂，还明显增加能耗，并延长了生产周期。为了减少球铁件的白口化倾向，中国专利技术专利CN102233407A公开了一种铸态高强度球铁曲轴铸造方法，该方法首先向熔炼的铁水中添加锰铁、锡和铜，然后将熔炼好的铁水在球化处理包内进行球化处理和第一次孕育处理，接着在浇注时，在壳型的定量浇口杯内放置一个孕育块，铁水进入定量浇口杯，进行第二次孕育处理，并完成浇注。该方法通过在铁水中加入Cu、Sn、Mn等合金元素，增加和细化珠光体；经过两次强化孕育处理，增加外来晶核，使晶粒和石墨细小，且石墨球圆整度提高；择用壳型和掌控浇注温度，对获得所需的珠光体量及其稳定性具有保障作用，从而提高了曲轴的抗拉强度，使曲轴材质可稳定达到技术要求。中国专利技术专利CN102330011A还公开了一种不加铁合金、不等温淬火生产高强度、高韧性球铁曲轴方法，它包括以下步骤：(1)选用含量为总重量的优质Q10生铁55～60％，配含CrMo或含CrMoCu的废钢含量为总重量的12～15％，其余为球铁回炉铁；(2)按珠光体球铁正常熔炼工艺熔炼，熔炼孕育处理和球化处理，最终珠光体含量85％，球化一、二级，石墨6～7级，要求球铁曲轴最终含Cr：0.1％，Mo：0.04～0.05％，C：3.72～3.78％，Si：2～2.5％，Mn：0.45～0.5％。该专利技术将废钢及球铁回炉铁再利用，不仅节约的资源，而且降低了企业生产成本，生产的球铁曲轴强度高、韧度度，提高了企业的经济效益。中国专利技术专利CN101851722A还公开了一种高硅钼球铁排气岐管的配方及其制备方法，涉及汽车发动机排气歧管领域，目前现有的高硅钼球铁排气岐管制备，主要制备工艺一般包括以下步骤：称重、入炉融化、球化处理，扒渣至铁水干净后撒覆盖剂、加盖保温，浇注铸型，开箱落砂。此方法制备工艺不易操作且不稳定，产量低、产品品质差，废品率较高。该专利技术为克服这些缺点，将回炉铁抛丸处理，将生铁、废钢、回炉铁、钼铁、75#硅铁依次加入电炉熔炼，球化处理、在球化剂表面覆盖孕育剂，并在浇注的同时采用随流孕育，使孕育剂随铁水进入型腔，最后开型落砂，制得成品。与现有方法相比，具有产品质量稳定、降低材料成本、操作方便快捷等优点。中国专利技术专利CN101585078还公开了机车铸态高韧性球铁轴承盖铸造方法，其步骤包括混砂、造型、制芯、合型、炉料熔炼、出铁球化孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理。炉料熔炼步骤包括配置炉料和熔炼，炉料质量百分比：生铁35～45％、回炉铁25～35％、废钢25～35％；中频感应电炉熔炼。出炉球化孕育处理包括球化处理和硅钡二次孕育。在浇注时进行第三次硫氧孕育剂随流孕育。该专利技术生产出的机车轴承盖抗拉强度≥400MPa，延伸率≥18％，硬度HBS＝130～180，低温(-20℃)冲击值≥12焦耳/厘米2；铸件本体金相组织的球化率≥85％、铁素体含量≥95％；铸件壁厚差≤±1mm；铸件超声波及磁粉探伤检测结果达到国家二级标准。中国专利技术专利CN101358262还公开了大功率空调压缩机铸态球铁曲轴的生产工艺，其步骤包括混砂、造型、炉料熔炼、出铁球化孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理。炉料熔炼步骤包括配置炉料和熔炼，炉料质量百分比为：生铁20～30％、回炉铁35～45％、废钢30～40％；中频感应电炉熔炼；出铁球化孕育处理包括球化处理和硅钡一次孕育处理；在浇注时进行第二次硫氧孕育剂随流孕育。该专利技术所采用的曲轴铸件是垂直排布工艺，铁液通过直浇道的三层薄片内浇道同时进入铸件及冒口；生产出的曲轴，其抗拉强度≥700MPa，伸长率≥2％；铸件本体的球化率≥80％，珠光体含量≥90％，碳化物≤1％，磷共晶≤1％；硬度为220～280HBS，单件曲轴上各点的硬度差≤20HBS。中国专利技术专利CN101445853还公开了电梯铸态球铁曳引轮铸造方法，其步骤包括混砂造型制芯合型、炉料熔炼、出铁球化孕育处理、浇注、冷却、开箱、铸件清理、铸件粗加工；炉料熔炼步骤包括配置炉料和熔炼，炉料重量配比：生铁35～45％、回炉铁25～35％、废钢25～35％；中频感应电炉熔炼，温度1450～1550℃；出炉球化孕育处理包括球化处理和硅钡一次孕育处理；底注浇注，浇注温度1320～1420℃。该专利技术生产出的电梯曳引轮抗拉强≥700MPa，延伸率≥2％，硬度HBS＝240～270，工作面轮缘硬度差≤30HBS，冲击值≥3J/cm2；工作面金相组织的珠光体含量≥95％，球化率≥85％；曳引轮各部位没有铸造缺陷存在，完全满足电梯曳引轮的各项技术要求。中国专利技术专利CN101209491还公开了一种印刷机铸态球铁辊筒体铸造方法，其步骤包括混沙造型、合型，炉料熔炼，孕育出铁，浇注，冷却、开箱，铸件清理，质检，铸件粗加工，人工时效，其特征在于：所述的炉料熔炼步骤包括配置炉料和熔炼，炉料的重量配比为：含有40-50％的生铁，30-40％的回炉铁，10-30％的废钢；所配炉料采用中频感应电炉进行铁液熔炼，熔化时最高温度为1530-1540℃；所述的孕育出铁工序包括球化处理和硅钡一次孕育两个步骤；并且在浇注工序同时要进行随流硫氧二次孕育处理。中国专利技术专利CN102080178A还公开了一种准铸态高强韧性贝氏体低碳球铁及其制取方法，其组织为在贝氏铁素体加奥氏体的金属基体上均匀分布着细小、圆整的石墨球。主要工艺步骤包括：低碳球铁的配料、低碳球铁的熔炼和变质处理、低碳球铁的准铸态贝氏体处理。具有工艺简单、可操作性强、成本低廉、耗能低、污染小，绿色环保，所得低碳球铁铸件具有高强韧性及高耐磨性的优点。中国专利技术专利CN103205625A还公开了一种高强韧等温淬火球铁及其生产方法和应用，该发明主要在普通球墨铸铁的基础上，以铸件主要承载部位的厚度作为铸件的尺寸因子，并以此为依据限定Mn、Mo和Ni元素的加入量，从而确定适合不同壁厚铸件的高强韧等温淬火球铁。在同等淬透性条件下由于合金元素的有效减少，等温淬火球铁的生产成本显著降低，因此该专利技术可广泛用于承受大载荷、安全系数要求高的各种金属结构部件，尤其适用于替代锻钢生产轿车增压汽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强韧球铁的制造方法，其特征在于，采用电炉熔炼，铸造方法生产，其制备工
艺过程包括如下步骤：
①先在电炉内采用废钢、炼钢生铁和增碳剂熔炼低硅球铁原铁水，低硅球铁原铁水的组
成及质量分数是：3.5～3.7%C,Si<1.0%,Mn<0.35%,S<0.04%,P<0.05%,余量Fe；当铁水温度
达到1460～1490℃时出炉到球化包，球化包底部预先加入占进入包内铁水质量分数0.5～0.8%
的铜镁合金和0.3～0.5%的镍镁合金，用于球化处理和微合金处理；低硅球铁原铁水出炉过程
中，加入占出炉铁水质量分数1.5～1.8%的硅铁对低硅球铁原铁水进行随流孕育处理；
②铁水在球化包经球化处理后扒渣，然后将球化后的铁水倒入到浇注包中，浇注包底部
预先加入占进入包内铁水质量分数1.0～1.2%的复合孕育剂、0.010～0.015%的金属铋和
0.010～0.015%的金属锑，当铁水温度降至1320～1350℃，将铁水浇入铸型，铸件浇注0.5～3.0
小时后...

【专利技术属性】
技术研发人员：符寒光，蒋志强，冯宪章，王振，李卫，刘元朋，文振华，刘建伟，魏永强，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：