一种生产高强韧性QT600-10球墨铸铁的方法技术

本发明专利技术公开了一种生产高强韧性QT600

【技术实现步骤摘要】
一种生产高强韧性QT600
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10球墨铸铁的方法


[0001]本专利技术涉及高性能金属材料铸造
，具体涉及一种生产高强韧性QT600
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10球墨铸铁的方法。

技术介绍

[0002]球墨铸铁是机械行业使用比较广泛的一种材质，它的综合机械性能接近于钢，用于铸造结构复杂、强度、韧性、耐磨性较高的一些机械零件，与铸钢材料相比，球墨铸铁在液态时有更好的流动性，有着更好的铸造工艺性，同时因其从液态到固态凝固过程线收缩率小于铸造，有着更高的材料利用率，所以制造成本比铸钢更低，生产效率更高，实际应用过程中出现“以铁代钢”情况，球墨铸铁在机械行业中的应用越来越多，产量逐年增加。随着机械行业技术的不断发展，对产品要求也越来越高，不但要求产品使用性能更好，而且产品重量也要轻，所以对材料性能要求也越来越高，要求强度更高，韧性更好，满足产品轻量化的要求，对球墨铸铁这种材料，不再满足于对材料性能的国标要求，而是要超过国标要求的几个等级，出现了多种高强度、高韧性的球墨铸铁材料。根据GB/T 1348
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2009标准中技术要求，球墨铸铁材料牌号根据性能区分，有QT350
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22、QT400
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18、QT400
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15、QT450
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10、QT500
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7、QT550
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6、QT600
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3、QT700
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2、QT800
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2、QT900
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2等10种，从材料性能趋势看，随着材料强度增加，延伸率呈下降趋势，这也是常规金属材料的性能特点。随着球墨铸铁材料技术和工艺技术的发展，实际生产中球墨铸铁材料牌号，不经过热处理可以做到QT600
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10、QT800
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5等新的性能材料，极大地扩展了球墨铸铁的使用范围。
[0003]通过材料技术和工艺技术提高球墨铸铁性能牌号，多数通过原材料配方、添加合金方式来实现，比如专利，通过使用优质生铁、废钢，再加铜的配方实现。虽然性能实现了，但这种方式造成原材料成本增加，生产过程控制难度加大，产品综合竞争力下降。
[0004]废钢，指的是钢铁厂生产过程中不成为产品的钢铁废料(如切边、切头等)以及使用后报废的设备、构件中的钢铁材料，成分为钢的叫废钢；成分为生铁的叫废铁，统称废钢。目前世界每年产生的废钢总量为3
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4亿吨，约占钢总产量的45
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50％，其中85
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90％用作炼钢原料，仅有10
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15％用于铸造、炼铁和再生钢材。
[0005]目前公开的大多数生产生高强韧性QT600
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10球墨铸铁的方法，原材料中均须大量生铁等，而废钢在原材料中的占比通常不超过70％wt，在有些方法中，甚至废钢使用仅占主要原材料的10％wt，这不仅导致球墨铸铁整体的生产成本增加，还会由于主要原材料种类过多(通常三种以上)导致对生产工艺的要求更加严格，同时产量巨大的废钢不能得到充分利用，导致社会可再生资源的不均衡利用，不利于环保和可持续发展，并且传统工艺中球墨铸铁高韧性与高强度通常不可兼得的问题仍旧未得到解决。
[0006]中国专利CN201910720084.9公开了一种采用低碳废钢生产精密铸造高性能球铁的方法，炉料选用生铁、回炉料和废钢，然后还加入增碳剂；质量百分比，生铁0
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20％、回炉料20
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40％、废钢50
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70％，其中增碳剂的质量是生铁、回炉料和废钢总质量的2
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3％，通过熔炼、球化、孕育、浇注得到无石墨开花，无碳化物的球铁，但经过我们实际生产发现，采用该
专利的方法，所得到的球铁强度和韧性性能都欠佳，且无论如何调整参数，都无法实现两种参数共同提高，并且，当低碳钢的C≤0.15％时，所得球铁产品的强度大幅降低(韧性没有升高)，且无论如何使用增碳剂进行调节，或加入生铁进行调节，都无法改变这一现象，另外将该专利技术中的回炉料去除后，也会产生球铁产品强度和韧性都降低的问题。
[0007]中国专利CN202011245171.2公开了一种全废钢生产高强韧性QT600
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10球墨铸铁的方法(我们早期的工作)，但在当时，我们仅对该工艺进行了初期的探索，并没有在实质上达到强度与韧性的全面提高的目的，当时的技术方案所得到的球铁的韧性远远未达到我们的预期，并且与CN201910720084.9存在同样的问题，就是当低碳钢的C≤0.15％时，所得球铁产品的强度大幅降低。

技术实现思路

[0008]为解决上述问题，本专利技术提供一种新的，原材料无需加入生铁的，主要利用废钢生产QT600
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10球墨铸铁的方法，方案如下：
[0009]一种生产高强韧性QT600
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10球墨铸铁的方法，包括以下步骤：
[0010](1)熔炼：取原材料分步混合熔炼成原铁水；
[0011](2)球化：用球化线对原铁水喂丝球化处理；
[0012](3)孕育和造型：用孕育丝线对球化后铁水孕育处理后造型；
[0013]步骤(1)所述原材料包括废钢、增碳剂；增碳剂包括人造石墨与煅烧石油焦的混合物。
[0014]优选地，所述原材料中废钢化学成分：C≤0.12％，Si≤0.3％，Mn≤0.4％，P≤0.02％，S≤0.02％，Ti≤0.001％。
[0015]优选地，步骤(1)所述原材料，按质量百分比包括废钢91
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99份、增碳剂1
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9份。
[0016]优选地，所述增碳剂中，人造石墨占增碳剂总质量的92
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97％wt。
[0017]优选地，所述人造石墨化学成分：w(C)>99％，挥发分≤0.1％，w(S)≤0.04％，w(水分)≤0.25％，粒度为1
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2mm。
[0018]优选地，所述煅烧石油焦化学成分：w(C)>97％，挥发分≤0.1％，w(S)≤0.4％，w(水分)≤0.2％，粒度为0.3
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0.8mm。
[0019]优选地，步骤(1)所述原材料还可以包括回炉料，质量份数为0
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25份。
[0020]优选地，步骤(1)所述原材料还可以包括其他合金，其他合金化学成分质量百分数：Mn≤20％，P≤30％，S≤1％，Mg≤50％，Si:≤40％，Ca≤40％；其他合金质量份数为0
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2份。
[0021]优选地，原铁水化学成分质量百分数控制：C：3.7
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3.9％，Si:1.2
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1.4％，Mn≤0.3％，P≤0.030％，S≤0.030％。
[0022]优选地，步骤(1)所述分步混合熔炼，包本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种生产高强韧性QT600
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10球墨铸铁的方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)熔炼：取原材料分步混合熔炼成原铁水；(2)球化：用球化线对原铁水喂丝球化处理；(3)孕育和造型：用孕育丝线对球化后铁水孕育处理后造型；步骤(1)所述原材料包括废钢、增碳剂；增碳剂包括人造石墨与煅烧石油焦的混合物。2.根据权利要求1所述的生产高强韧性QT600
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10球墨铸铁的方法，其特征在于：所述原材料中废钢化学成分：C≤0.12％，Si≤0.3％，Mn≤0.4％，P≤0.02％，S≤0.02％，Ti≤0.001％。3.根据权利要求1所述的生产高强韧性QT600
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10球墨铸铁的方法，其特征在于：步骤(1)所述原材料，按质量百分比包括废钢91
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99份、增碳剂1
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9份。4.根据权利要求1所述的生产高强韧性QT600
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10球墨铸铁的方法，其特征在于：所述增碳剂中，人造石墨占增碳剂总质量的92
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97％wt。5.根据权利要求1所述的生产高强韧性QT600
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10球墨铸铁的方法，其特征在于：所述人造石墨化学成分：w(C)>99％，挥发分≤0.1％，w(S)≤0.04％，w(水分)≤0.25％，粒度为1
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2mm。6.根据权利要求1所述的生产高强韧性QT600
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10球墨铸铁的方法，其特征在于：所述煅烧石油焦化学成分：w(C)>97％，挥发分≤0.1％，w(S)≤0.4％，w(水分)≤0.2％，粒度为0.3
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0.8mm。7.根据权利要求1所述的生产高强韧性QT600
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10球墨铸铁的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：李海明，张战场，
申请(专利权)人：吉林省博镪机械制造有限责任公司，
类型：发明
国别省市：