铸态高韧性高强度球墨铸铁的熔炼方法技术

本发明专利技术一种铸态高韧性高强度球墨铸铁的熔炼方法，其步骤为：步骤1备料：选用生铁、废钢和回炉料作为原料；步骤2配料：采用步骤1原料，以质量百分比计，选取生铁20%‑40%、废钢30%‑40%、回炉料20%‑50%；步骤3熔炼：将步骤2中配好的原料加入中频熔炼炉中，升温并进行熔化，熔化时在炉底部位加入增碳剂，熔化至要求出炉温度；步骤4球化及浇注处理：球化前先将球化包和浇筑包预热到600℃‑800℃，将球化剂、孕育剂、覆盖剂依次放入球化包放料坑内，进行三次孕育；步骤5出箱。本发明专利技术操作简单，通过加入大比例的废钢和回炉料，生产成本低，合理的配比使得机械性能的提高。

【技术实现步骤摘要】
铸态高韧性高强度球墨铸铁的熔炼方法
本专利技术涉及铸造领域，特别是一种铸态高韧性高强度球墨铸铁的熔炼方法。
技术介绍
在生产实践中，球墨铸铁应用广泛，标准球墨铸铁QT600-3抗拉强度σb≥600MPa，延伸率δ≥3％，由于一些桥类产品对铸件要求有较高的强度和延伸，对此研究出来QT650-10球墨铸铁。中国专利CN1554793A公开了一种铸态高屈服强度球墨铸铁材料，其抗拉强度σb≥620MPa，延伸率δ≥6％的球墨铸铁。常规生产，需要热处理，成本增加而且交货时间较长。
技术实现思路
本专利技术是为解决现有技术生产铸态球墨铸铁力学性能低的问题。提供了一种铸态高韧性高强度球墨铸铁的熔炼方法。本专利技术所采用的技术手段为：一种铸态高韧性高强度球墨铸铁的熔炼方法，其步骤为：步骤1——备料：选用生铁、废钢和回炉料作为原料；其中生铁中五大元素成分质量百分比：碳:4.0%-4.4%、硅:0.4%-0.9%、锰：0.1%-0.2%、磷:＜0.04%、硫:＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中废钢五大元素成分质量百分比：碳:0.22%-0.32%、硅:0.2%-0.6%、锰：＜0.4%、磷:＜0.04%、硫:＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中回炉料五大元素成分质量百分比：碳:3.6%-3.8%、硅:2.0%-2.3%、锰：＜0.3%、磷:＜0.03%、硫:＜0.025%，其余为铁，总量为100%；步骤2——配料：采用步骤1原料，以质量百分比计，选取生铁20%-40%、废钢30%-40%、回炉料20%-50%；步骤3——熔炼：将步骤2中配好的原料加入中频熔炼炉中，升温并进行熔化，熔化时在炉底部位加入增碳剂，熔化至要求出炉温度；炉前成分控制，以质量百分比计：碳:3.8%-4.0%、硅:1.0%-1.2%、锰：＜0.3%、磷:＜0.03%、硫:＜0.025%；步骤4——球化及浇注处理：球化前先将球化包和浇筑包预热到600℃-800℃，将球化剂、孕育剂、覆盖剂依次放入球化包放料坑内，并用捣打工具打紧实，再往球包相对于放料坑的另一侧放入铜和锡，之后放入步骤3熔炼的铁水，并盖住球化包盖，待反应后再倒入浇注包并二次孕育，打渣后浇注时进行三次孕育；步骤5——出箱：浇注完成后，铸件出箱时，表面温度控制在400℃-500℃，并自然冷却。步骤4中球化剂粒度为5-25mm，加入量质量百分数计，为总质量的1.0-1.3%；孕育剂粒度为5-25mm，加入量质量百分数计，为总质量的0.5-0.75%；步骤4二次孕育孕育剂粒度为0.7-3mm，加入量质量百分数计，为总质量的0.4-0.65%；三次孕育粒度0.1-0.5mm，加入量质量百分数计，为总质量的0.1-0.13%。球墨铸铁化学成分质量百分比：碳:3.6%-3.8%、硅:2.0%-2.3%、锰：＜0.3%、磷:＜0.05%、硫:＜0.025%镁：0.03%-0.05%、铜：0.2%-0.4%、锡：0.025%-0.035%。本专利技术的有益效果为：本专利技术操作简单，通过加入大比例的废钢和回炉料，生产成本低，合理的配比使得机械性能的提高。通过多次孕育的方法，细化了基体组织，细化了石墨球径，提高了石墨球的圆整度，提高了球化率，保证了力学性能。附图说明图1为本专利技术实施例所用球化包透视图。图2为本专利技术实施例的捣打工具结构示意图。图3为本专利技术实施例球化包俯视图。具体实施方式本专利技术一种铸态高韧性高强度球墨铸铁的熔炼方法，其步骤为：步骤1——备料：选用生铁、废钢和回炉料作为原料；其中生铁中五大元素成分质量百分比：碳:4.0%-4.4%、硅:0.4%-0.9%、锰：0.1%-0.2%、磷:＜0.04%、硫:＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中废钢五大元素成分质量百分比：碳:0.22%-0.32%、硅:0.2%-0.6%、锰：＜0.4%、磷:＜0.04%、硫:＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中回炉料五大元素成分质量百分比：碳:3.6%-3.8%、硅:2.0%-2.3%、锰：＜0.3%、磷:＜0.03%、硫:＜0.025%，其余为铁，总量为100%；步骤2——配料：采用步骤1原料，以质量百分比计，选取生铁20%-40%、废钢30%-40%、回炉料20%-50%；步骤3——熔炼：将步骤2中配好的原料加入中频熔炼炉中，升温并进行熔化，熔化时在炉底部位加入增碳剂，熔化至要求出炉温度；炉前成分控制，以质量百分比计：碳:3.8%-4.0%、硅:1.0%-1.2%、锰：＜0.3%、磷:＜0.03%、硫:＜0.025%；步骤4——球化及浇注处理：球化前先将球化包和浇筑包预热到600℃-800℃（暗红色或红色），将球化剂6（粒度5-25mm，为总质量的1.0-1.3%，加入量质量百分数计）、孕育剂5（粒度5-25mm，为总质量的0.5-0.75%，加入量质量百分数计）、覆盖剂4（同材质小块冒口料）用如图1所示的放料工具3依次放入球化包放料坑1内（如图3所示），这里的放料工具3为上下小的管状结构。之后用捣打工具2打紧实，捣打工具如图2所示，为细长的杆连接一盘状结构。再往球化包相对于放料坑的另一侧放入铜和锡（铜和锡的量可以依据需求调整），之后放入步骤3熔炼的铁水，并盖住球化包盖，待反应后再倒入浇注包并二次孕育（孕育剂粒度0.7-3mm），打渣后浇注时进行三次孕育（随流孕育粒度0.1-0.5mm，加入量按质量百分数计，为总质量的0.1-0.03%）；步骤5——出箱（落砂）：浇注完成后，铸件出箱时，表面温度控制在400℃-500℃，并自然冷却。利用上述方法制得的QT650-10球墨铸铁化学成分质量百分比：碳:3.6%-3.8%、硅:2.0%-2.3%、锰：＜0.3%、磷:＜0.05%、硫:＜0.025%镁：0.03%-0.05%、铜：0.2%-0.4%、锡：0.025%-0.035%。利用上述方法制得的QT650-10球墨铸铁铸态材料性能：抗拉强度σb≥650MPa，屈服强度σ0.2≥440MPa，延伸率δ≥10％，布氏硬度200-245，基体珠光体≥50%，球化率≥80%。以下为具体实施例。取原料化学成分如下，均以质量百分比计：生铁：碳:4.3%、硅:0.5%、锰：0.1%、磷:0.028%、硫:0.03%，其余为铁。废钢：碳:0.22%、硅:0.39%、锰：0.4%、磷:0.028%、硫:0.019%，其余为铁。回炉料：碳:3.76%、硅:2.2%、锰：0.25%、磷:0.02%、硫:0.015%，其余为铁。增碳剂：增碳剂中碳的百分含量为91%。球化剂：硅：45-48%、镁：5.8-6.5%、铝：＜0.8%、钙：2.7-3.2%、稀土：1.5-1.7%，其余为铁。孕育剂：硅：72-80%，其余为铁。二次孕育剂：硅：68-75%、钡：3.5-5.5%、钙：1-2%、铝：＜1.7%，其余为铁。三次孕育剂：硅：70-76%、钡：1.2-2.5%、钙：1-2%、铝：1-2%，其余为铁。铜：99%，其余为杂质。锡：98%，其余为杂质。实例一：共熔化800kg铁水，球化800kg；炉料配比：生铁240kg废钢280kg回炉料280kg增碳剂10kg（增碳剂放入中频炉中下部）出炉温度控制1535℃±15℃。球化处理：球本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铸态高韧性高强度球墨铸铁的熔炼方法，其特征在于，其步骤为：步骤1——备料：选用生铁、废钢和回炉料作为原料；其中生铁中五大元素成分质量百分比：碳:4.0%‑4.4%、硅:0.4%‑0.9%、锰：0.1%‑0.2%、磷:＜0.04%、硫:＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中废钢五大元素成分质量百分比：碳:0.22%‑0.32%、硅:0.2%‑0.6%、锰：＜0.4%、磷:＜0.04%、硫:＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中回炉料五大元素成分质量百分比：碳:3.6%‑3.8%、硅:2.0%‑2.3%、锰：＜0.3%、磷:＜0.03%、硫:＜0.025%，其余为铁，总量为100%；步骤2——配料：采用步骤1原料，以质量百分比计，选取生铁20%‑40% 、废钢30%‑40%、 回炉料20%‑50%；步骤3——熔炼：将步骤2中配好的原料加入中频熔炼炉中，升温并进行熔化，熔化时在炉底部位加入增碳剂，熔化至要求出炉温度；炉前成分控制，以质量百分比计：碳:3.8%‑4.0%、硅:1.0%‑1.2%、锰：＜0.3%、磷:＜0.03%、硫:＜0.025%；步骤4——球化及浇注处理：球化前先将球化包和浇筑包预热到600℃‑800℃，将球化剂、孕育剂、覆盖剂依次放入球化包放料坑内，并用捣打工具打紧实，再往球包相对于放料坑的另一侧放入铜和锡，之后放入步骤3熔炼的铁水，并盖住球化包盖，待反应后再倒入浇注包并二次孕育，打渣后浇注时进行三次孕育；步骤5——出箱：浇注完成后，铸件出箱时，表面温度控制在400℃‑500℃，并自然冷却。...

【技术特征摘要】
1.一种铸态高韧性高强度球墨铸铁的熔炼方法，其特征在于，其步骤为：步骤1——备料：选用生铁、废钢和回炉料作为原料；其中生铁中五大元素成分质量百分比：碳:4.0%-4.4%、硅:0.4%-0.9%、锰：0.1%-0.2%、磷:＜0.04%、硫:＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中废钢五大元素成分质量百分比：碳:0.22%-0.32%、硅:0.2%-0.6%、锰：＜0.4%、磷:＜0.04%、硫:＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中回炉料五大元素成分质量百分比：碳:3.6%-3.8%、硅:2.0%-2.3%、锰：＜0.3%、磷:＜0.03%、硫:＜0.025%，其余为铁，总量为100%；步骤2——配料：采用步骤1原料，以质量百分比计，选取生铁20%-40%、废钢30%-40%、回炉料20%-50%；步骤3——熔炼：将步骤2中配好的原料加入中频熔炼炉中，升温并进行熔化，熔化时在炉底部位加入增碳剂，熔化至要求出炉温度；炉前成分控制，以质量百分比计：碳:3.8%-4.0%、硅:1.0%-1.2%、锰：＜0.3%、磷:＜0.03%、硫:＜0.025%；步骤4——球化及浇注处理：球化前先将球化包和浇筑包预热到600℃-800℃，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王李虎，王渊，张杰，范永富，陈旗，张宇飞，郭凌冰，
申请(专利权)人：山西华翔集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山西,14