一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料及其制备方法，其中，高强度、高延伸率的球墨铸铁材料包括如下重量份配比的原料：24‑26份的生铁、24‑26份的废钢、48‑52份的回炉料、0.625份的预处理剂、0.4‑0.9份的速溶增碳剂、3.1‑3.4份的碳、3.0‑3.4份的硅、0.05‑0.2份的锰、0.01‑0.05份的磷、0.005‑0.02份的硫、0.4‑0.7份的铜、0.001‑0.02份的锡。本发明专利技术制备的球墨铸铁材料产品的性能更加安全，相比现有球墨铸铁材料，具有高强度和高延伸性。

A high strength and high elongation ductile iron material and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料及其制备方法
本专利技术涉及球墨铸铁制备
，具体为一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料及其制备方法。
技术介绍
在铸态条件下，现有球墨铸铁：QT600，其延伸率要求一般为3％以上，以下为现有QT600-3的主要性能参数：抗拉强度：600MPa↑,屈服强度：370MPa↑,延伸率：3％↑。从现行的球墨铸铁的国标：GB/T1348-2009，会明显的发现：材料的强度越高、其延伸率会越低，它们呈现一种反比关系，无法达到既能满足高强度的要求，又能达到高延伸率的性能。例如：QT450-10，抗拉强度为450MPa以上，延伸率为10％以上，但是QT600-3，抗拉强度为600MPa以上，但是其延伸率仅为3％以上。现有方法一般都是通过改变合金元素的含量来提升或者降低材料的性能参数。比如：Mn、Sn等合金来提升基体组织中珠光体含量，从而得到较高的抗拉强度及屈服强度，但是其延伸率随之降低。反之如果用减少Mn、Sn等合金来降低基体组织中珠光体含量，从而得到较高的延伸率，那么抗拉强度及屈服强度变低，不能得到高强度高延伸性的球墨铸铁。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料及其制备方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。使其产品的性能更加安全，并同时通过高性能材料降低产品重量，从而达到降低成本的目的。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料，包括如下重量份配比的原料：24-26份的生铁、24-26份的废钢、48-52份的回炉料、0.625份的预处理剂、0.4-0.9份的速溶增碳剂、3.1-3.4份的碳、3.0-3.4份的硅、0.05-0.2份的锰、0.01-0.05份的磷、0.005-0.02份的硫、0.4-0.7份的铜、0.001-0.02份的锡。作为本专利技术进一步的方案：包括如下具体重量份配比的原料：25份的生铁、25份的废钢、50份的回炉料、0.625份的预处理剂、0.7份的速溶增碳剂、3.25份的碳、3.2份的硅、0.2份的锰、0.05份的磷、0.02份的硫、0.7份的铜、0.02份的锡。作为本专利技术进一步的方案：包括如下具体重量份配比的原料：24份的生铁、24份的废钢、48份的回炉料、0.625份的预处理剂、0.4份的速溶增碳剂、3.1份的碳、3.0份的硅、0.1份的锰、0.03份的磷、0.01份的硫、0.4份的铜、0.01份的锡。作为本专利技术进一步的方案：包括如下具体重量份配比的原料：26份的生铁、26份的废钢、52份的回炉料、0.625份的预处理剂、0.9份的速溶增碳剂、3.4份的碳、3.4份的硅、0.15份的锰、0.04份的磷、0.015份的硫、0.5份的铜、0.015份的锡。一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料的制备方法，包括如下步骤：S1、按照配比，将生铁、废钢、回炉料、预处理剂、碳、硅、锰、磷、硫、铜以及锡，依次加入到熔解炉中进行熔解；S2、待铁水完全熔解后，对铁水进行除渣，并对铁水取样，检测化学成分，化学成分合格后，出铁水前，需检测铁水温度，保证铁水温度达到1530-1550℃；S3、在将铁水倒入球化包前，先将速熔增碳剂放入球化包底部，再将铁水倒入球化包中，球化前，需再次对铁水温度进行检测，其温度控制在1490-1510℃；S4、球化完成后，将球化好的铁水倒入浇注桶中，并进行再次除渣；S5、在浇注前和浇注最后一模时，需对铁水再次测温，需保证铁水温度控制在1370-1430℃，每个浇包的浇注时间需控制在15分钟以内，超过该时间，铁水需进行报废处理，浇注成型后，产品在砂模中冷却71分钟后，即为高强度、高延伸率的球墨铸铁材料产品。作为本专利技术进一步的方案：所述预处理剂包括如下重量份配比的原料：64-72份的硅、25-33份的非平衡石墨、0.5-1.5份的钙、1.5-2.5份的铝。作为本专利技术进一步的方案：所述速熔增碳剂的粒度为0.2-0.5mm。作为本专利技术进一步的方案：所述步骤S5中，还需要同时对末模铁水取球化率试块和化学成分试块，确保球化效果和化学成分满足设计要求。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术配方中，碳为3.1-3.4份、硅为3.0-3.4份，相比传统工艺，降低了碳含量，提升了硅含量，硅元素有强化铁素体基体的作用，因此提高硅的含量，即保证了延伸率，又提高了强度；锰、锡元素容易促进碳化物的产生，然而碳化物对延伸率是有害的，会导致延伸率的下降，因此，本专利技术配方中，锰为0.05-0.2份、锡为0.001-0.02份，相比传统工艺，降低了锰、锡的含量，配比控制更合理；将铜的含量更改为0.4-0.7份，有利于促进石墨化，促进珠光体的形成，稳定珠光体，提升强度和延伸率；在熔解炉中追加有预处理剂，有利于增多球墨数量，细化球墨大小，从而提高和稳定强度及延伸率；在浇注桶中追加一定比例的速熔增碳剂，以保证浇注桶的铁水中的碳元素含量一致性，从而来提高整炉产品性能的一致性。附图说明图1为本专利技术工艺制备球墨铸铁材料中球状石墨数量和球化率列表图。具体实施方式下面对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例1：一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料，包括如下具体重量份配比的原料：25份的生铁、25份的废钢、50份的回炉料、0.625份的预处理剂、0.7份的速溶增碳剂、3.25份的碳、3.2份的硅、0.2份的锰、0.05份的磷、0.02份的硫、0.7份的铜、0.02份的锡。一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料的制备方法，包括如下步骤：S1、按照配比，将生铁、废钢、回炉料、预处理剂、碳、硅、锰、磷、硫、铜以及锡，依次加入到熔解炉中进行熔解；S2、待铁水完全熔解后，对铁水进行除渣，并对铁水取样，检测化学成分，化学成分合格后，出铁水前，需检测铁水温度，保证铁水温度达到1530-1550℃；S3、在将铁水倒入球化包前，先将速熔增碳剂放入球化包底部，再将铁水倒入球化包中，球化前，需再次对铁水温度进行检测，其温度控制在1490-1510℃；S4、球化完成后，将球化好的铁水倒入浇注桶中，并进行再次除渣；S5、在浇注前和浇注最后一模时，需对铁水再次测温，需保证铁水温度控制在1370-1430℃，每个浇包的浇注时间需控制在15分钟以内，超过该时间，铁水需进行报废处理，浇注成型后，产品在砂模中冷却71分钟后，即为高强度、高延伸率的球墨铸铁材料产品。其中，所述预处理剂包括如下重量份配比的原料：64份的硅、33份的非平衡石墨、0.5份的钙、2.5份的铝。所述速熔增碳剂的粒度为0.2-0.5mm。所述步骤S5中，还需要同时对末模铁水取球化率试块和化学成分试块，确本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料，其特征在于，包括如下重量份配比的原料：24-26份的生铁、24-26份的废钢、48-52份的回炉料、0.625份的预处理剂、0.4-0.9份的速溶增碳剂、3.1-3.4份的碳、3.0-3.4份的硅、0.05-0.2份的锰、0.01-0.05份的磷、0.005-0.02份的硫、0.4-0.7份的铜、0.001-0.02份的锡。/n

【技术特征摘要】
1.一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料，其特征在于，包括如下重量份配比的原料：24-26份的生铁、24-26份的废钢、48-52份的回炉料、0.625份的预处理剂、0.4-0.9份的速溶增碳剂、3.1-3.4份的碳、3.0-3.4份的硅、0.05-0.2份的锰、0.01-0.05份的磷、0.005-0.02份的硫、0.4-0.7份的铜、0.001-0.02份的锡。


2.根据权利要求1所述的一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料，其特征在于，包括如下具体重量份配比的原料：25份的生铁、25份的废钢、50份的回炉料、0.625份的预处理剂、0.7份的速溶增碳剂、3.25份的碳、3.2份的硅、0.2份的锰、0.05份的磷、0.02份的硫、0.7份的铜、0.02份的锡。


3.根据权利要求1所述的一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料，其特征在于，包括如下具体重量份配比的原料：24份的生铁、24份的废钢、48份的回炉料、0.625份的预处理剂、0.4份的速溶增碳剂、3.1份的碳、3.0份的硅、0.1份的锰、0.03份的磷、0.01份的硫、0.4份的铜、0.01份的锡。


4.根据权利要求1所述的一种高强度、高延伸率的球墨铸铁材料，其特征在于，包括如下具体重量份配比的原料：26份的生铁、26份的废钢、52份的回炉料、0.625份的预处理剂、0.9份的速溶增碳剂、3.4份的碳、3.4份的硅、0.15份的锰、0.04份的磷、0.015份的硫、0.5份的铜、0.015份的锡。


5.一种高强度、高延伸率的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘国平，邵冬青，苏红兵，丁峰，陆正荣，蒋原，王志强，张俊文，郭志红，
申请(专利权)人：富士和机械工业昆山有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32