CN101343711B

CN101343711B - 球墨铸铁行星架的生产方法

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Publication number: CN101343711B
Application number: CN200810062947XA
Authority: CN
Inventors: 赵益锋; 宋贤发
Original assignee: RIYUE HEAVY INDUSTRY CO LTD
Current assignee: RIYUE HEAVY INDUSTRY CO LTD
Priority date: 2008-07-07
Filing date: 2008-07-07
Publication date: 2010-08-04
Anticipated expiration: 2028-07-07
Also published as: CN101343711A

Abstract

本发明公开了一种球墨铸铁行星架的生产方法，包括熔炼铁液工序、球化工序、孕育工序和浇注工序；而在浇注工序完成后，将行星架铸件放在铸型内保温至温度T₁为790℃～810℃时，然后将行星架铸件从铸型内取出后使其迅速降温；当行星架铸件温度T₁下降到温度T₂为490℃～510℃时，将行星架铸件吊入一保温容器内，然后在行星架铸件上覆盖好型砂后在继续保温；当行星架铸件温度T₂在保温容器内保温至温度T₃为190℃～210℃时，将行星架铸件从保温容器内取出，然后进行清理工作；最后对行星架铸件进行去应力退火工序。本发明不但操作简单、能耗小、成本低、生产周期短、铸件不易变形，而且能够使行星架铸件含有80％以上的珠光体来达到力学性能要求。

Description

球墨铸铁行星架的生产方法

技术领域：

本发明属于一种球墨铸铁生产工艺，具体讲是一种球墨铸铁行星架的生产方法。

背景技术：

目前，在球墨铸铁行星架的生产过程中，为了提高其生产进程，行业上一般都是采用铸态生产的方法，但是，现有技术铸态生产的方式很难使球墨铸铁行星架达到力学性能方面的要求。为此，行业上就采用“正火-回火”热处理的方法来保证行星架铸件达到力学性能方面的要求。但是，在保证力学性能的同时，热处理也带来了能耗大、成本高、生产周期长以及铸件易变形的问题，而且，在热处理过程中，行星架铸件还需要采用风冷来迅速降温即要用很大的风扇来快速降温，才能保证行星架铸件含有80％以上的珠光体这无疑给球墨铸铁行星架的实际生产操作带来了一定的麻烦。因此，如何采用铸态生产方式来获得行星架铸件基体中含有80％以上的珠光体已成为目前球墨铸铁生产领域一直探索并需要解决的问题。

发明内容：

本发明要解决的技术问题是，提供一种不但操作简单、能耗小、成本低、生产周期短、铸件不易变形，而且能够使行星架铸件含有80％以上的珠光体，从而达到力学性能要求的球墨铸铁行星架的生产方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种采用以下工序的球墨铸铁行星架的生产方法：它包括熔炼铁液工序、球化工序、孕育工序和浇注工序；所述浇注工序完成后，将行星架铸件放在铸型内保温至温度T₁，然后将行星架铸件从铸型内取出后使其迅速降温，当行星架铸件温度T₁下降到温度T₂时，将行星架铸件吊入一保温容器内，然后在行星架铸件上覆盖好型砂后再继续保温；当行星架铸件的温度T₂在保温容器内保温至温度T₃时，将行星架铸件从保温容器内取出，然后进行清理工作；清理工作结束后，最后对行星架铸件进行去应力退火工序；其中，所述温度T₁为790℃～810℃，所述温度T₂为490℃～510℃时，所述温度T₃为190℃～210℃。

采用以上工序的方法后，本发明具有以下优点：本发明仍采用铸态生产方式，它在省去正火这道工序的情况下，使浇注后的行星架铸件继续留在铸型内保温至790℃～810℃时提早将行星架铸件从铸型内取出来促使行星架铸件迅速降温，由于本发明的原理与正火工序大致相同，因此，本发明的实施能够使行星架铸件含有80％以上的珠光体另外，由于提早将行星架铸件从铸型内取出会使行星架铸件产生较大铸造应力，因此，为了防止铸件铸造应力大而使整个铸件发生爆裂，本发明还通过在行星架铸件温度T₁下降到温度T₂时，将行星架铸件吊入一保温容器内并在行星架铸件上覆盖型砂的方式来减少铸造应力的增加，从而提高了铸件的抗拉强度、屈服强度及硬度，使行星架铸件的力学性能达到要求还有，由于本发明仍采用铸态的生产方式，它通过提早开箱的方法来取代“正火”热处理这道工序，从而使本发明不但操作简单、能耗小、成本低、铸件不易变形，而且其生产进度大大提高，生产周期大大缩短。

作为本发明的一种改进，在本发明的熔炼铁液工序中，所述铁液中要加入锑元素，所述锑元素的含量小于铁液总量的0.015％。锑元素是一种可以有效促进珠光体含量增加的元素，加入含量小于铁液总量的0.015％的锑元素可使铸态球墨铸铁的珠光体含量由60％增加到90％，从而进一步有效保证本发明能够使行星架铸件含有80％以上的珠光体。

作为本发明的另一种改进，在所述的球化工序中，球化剂的加入量可控制在铁液总量的1.3％～1.5％；并且在所述的球化工序中，铁液冲入球化包时的流量要大；所述球化工序完成后，要扒净铁液上的浮渣，并覆盖好珍珠岩。由于铁液中的硫会消耗球化剂中的残余镁量和残余稀土量，从而造成铸件不能球化，而本发明通过加大铁液冲入球化包时的流量来提高镁和稀土的回收率，不但使脱硫效果更为明显，而且也可使铁液中的残余镁量控制在0.04％～0.06％，铁液中的残余稀土量控制在0.02％～0.03％，0.04％～0.06％的残余镁量和0.02％～0.03％残余稀土量不但可以净化铁液以及球化石墨，而且还能够促进珠光体的形成以及起到细化珠光体的作用，从而进一步有效保证本发明能够使行星架铸件含有80％以上的珠光体；另外，由于镁和稀土与氧的亲和力要大于硫与氧的亲和力，因此，珍珠岩的覆盖可以隔绝镁和稀土与空气的接触，从而防止本发明出现回硫现象。所述铁液中的残余镁量控制在0.04％～0.06％；所述铁液中的残余稀土量控制在0.02％～0.03％。

作为本发明的再一种改进，在本发明的孕育工序中，孕育的次数可控制在2～4次。采用多次孕育的方法不但可以促进球墨铸铁石墨化，抑制渗碳体的生成，而且还可改善石墨的形核和石墨球的圆整度，延长孕育的效果，从而进一步提高行星架铸件的力学性能。

作为本发明的还有一种改进，所述浇注工序可在球化工序和孕育工序处理后十分钟内完成。十分钟的浇注时间可以更好地保证球化效果。

作为本发明的还有一种改进，在所述的浇注工序中，浇注温度T₄可控制在1300℃～1320℃之间。1300℃～1320℃的浇注温度能够进一步保证本发明的实施能够达到力学性能的要求。

作为本发明的最后一种改进，所述浇注工序进行之前，首先要在铸型内事先摆放好冷铁，冷铁摆放的位置与行星架铸件的最厚处相对应。摆放冷铁的作用是加快铸件的冷却速度，减小铸件圆角处的热节圆，防止铸件圆角处产生缩松、缩孔缺陷，从而进一步保证本发明的实施能够达到力学性能的要求。

上述温度T₁可优选为800℃，所述温度T₂可优选为500℃时，所述温度T₃可优选为200℃。

附图说明：

图1是本发明中行星架铸件未摆放冷铁时的结构示意图。

图2是本发明中行星架铸件摆放有冷铁时的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明：

本发明涉及的是一种球墨铸铁行星架的生产方法，该球墨铸铁行星架的整体结构如图1所示，本发明球墨铸铁行星架的生产方法包括熔炼铁液工序、球化工序、孕育工序、浇注工序以及提早开箱保温工序。

在本发明的熔炼铁液工序中，用于生产行星架铸件的铸态球墨铸铁要熔炼成铁液，所述铁液中各元素的含量要分别控制在：C含量为3.6％～3.9％；Si含量为1.8％～2.3％；Mn含量为0.25～0.6％；P含量为0～0.06％；S含量为0～0.03％；碳当量为4.38％～4.56％；Cu含量为0.4％～0.6％：Sn含量为0～0.06％；另外，在熔炼铁液工序中，本发明要在铁液中加入含量小于铁液总量0.015％的锑元素(Ti)。虽然说锑元素是一种能够促进珠光体量增加的元素，但是，当锑元素含量大于0.015％后，则珠光体量就不再明显增加，而锑元素也是一种易于偏析的元素，过多的加入将会使其在晶界富集，从而使行星架铸件变脆，严重时还会使球墨出现变异，因此，本发明要将锑元素占铁液总量的百分比控制在0.015％以下。

本发明在球化工序中，球化剂的加入量应该控制在1.3％～1.5％；而且在将铁液冲入球化包的过程中，铁液的流量要控制得大，从而使铁液中的残余镁量控制在0.04％～0.06％，铁液中的残余稀土量控制在0.02％～0.03％；另外，在球化工序完成后，要扒净铁液上的浮渣，并覆盖好珍珠岩。

对于生产铸态珠光体基体球墨铸铁行星架铸件来说，孕育是一个很重要的环节，这是因为孕育的目的是促进石墨化，抑制渗碳体的生成，提高球化效果，提高球墨铸铁的性能。为此，本发明在孕育工序中可采用多次孕育的方法来实现上述目的，而在本具体实施方式中，本发明采用的是四次孕育的方法，当然，根据需要，孕育的次数也可以是二次或三次。

为了得到良好的行星架铸件，本发明在球化工序和孕育工序处理完成后要在十分钟内完成浇注工作。本发明在浇注之前，首先要在铸型内事先摆放好冷铁1，如图2所示，冷铁1摆放的位置不但要与行星架铸件的最厚处相对应，而且在摆放之前还需要用冲灯对冷铁1进行预热，从而表干冷铁1上的水分，这样做的目的是为了减少铸件产生冷铁气孔，冷铁1摆放完毕后就可以进行浇注工序。在所述的浇注工序中，为了保证得到健全的行星架铸件即行星架铸件没有被损坏，本发明的浇注温度T₄要控制在1300℃～1320℃之间，而使用的浇注系统为阶梯式浇注系统，使用阶梯式浇注系统可以保证铁液能够平稳地注入铸型中，使高温铁液不会在铸型内产生飞溅；所述的阶梯式浇注系统为现有技术，故不在此赘述。

当浇注工序完成后，将行星架铸件放在铸型内保温至温度T₁为800℃时，然后将行星架铸件从铸型内取出后使其迅速降温；当行星架铸件温度T₁下降到温度T₂为500℃时，本发明就要将行星架铸件吊入一保温容器内，然后在行星架铸件上覆盖好型砂后再继续保温；当行星架铸件的温度T₂在保温容器内保温至温度T₃为200℃时，本发明就要将行星架铸件从保温容器内取出，然后对其进行清理工作，所述的清理工作包括清型砂以及敲掉行星架铸件上的冷铁1；在清理工作完成后，本发明只要对行星架铸件进行去应力退火工序后就可完成全部工序。在本具体实施方式中，所述保温容器为一保温钢桶，所述的保温钢桶就是一种钢制的圆形桶体。

经过对本发明各工序的仔细操作和熔炼过程中各成分的严格控制，熔炼后铁液中实际化学成分均控制在要求范围内，即：C含量为3.85％；Si含量为2.06％；Mn含量为0～0.43％；P含量为0.049％；S含量为0.023％；Cu含量为0.5％；Sn含量为0.053％；而所述球墨铸铁行星架铸件达到的力学性能如下表所示：

抗拉强度σ<sub>b</sub>	屈服点σ<sub>0.2</sub>	伸长率δ	硬度HB
抗拉强度σ<sub>b</sub>	屈服点σ<sub>0.2</sub>	伸长率δ	硬度HB	815MPa	545MPa	3.3％	275MPa

本发明中温度T₁、温度T₂和温度T₃不并局限于本具体实施方式中所述的800℃、500℃和200℃，它们也可分别为805℃、505℃及205℃，只要温度T₁、温度T₂和温度T₃的范围分别在790℃～810℃之间、490℃～510℃之间和190℃～210℃之间，则均落入本发明的保护范围。

Claims

1.一种球墨铸铁行星架的生产方法，包括熔炼铁液工序、球化工序、孕育工序和浇注工序；所述浇注工序完成后，将行星架铸件放在铸型内保温至温度T₁，然后将行星架铸件从铸型内取出后使其迅速降温，其特征在于：行星架铸件迅速降温后还包括以下三道工序：

①、当行星架铸件温度T₁下降到温度T₂时，将行星架铸件吊入一保温容器内，然后在行星架铸件上覆盖好型砂后再继续保温；

②、当行星架铸件的温度T₂在保温容器内保温至温度T₃时，将行星架铸件从保温容器内取出，然后进行清理工作；

③、清理工作结束后，最后对行星架铸件进行去应力退火工序；

其中，所述温度T₁为790℃～810℃，所述温度T₂为490℃～510℃时，所述温度T₃为190℃～210℃。

2.根据权利要求1所述的球墨铸铁行星架的生产方法，其特征在于：在所述的熔炼铁液工序中，所述铁液中要加入锑元素，所述锑元素的含量小于铁液总量的0.015％。

3.根据权利要求1所述的球墨铸铁行星架的生产方法，其特征在于：在所述的球化工序中，球化剂的加入量要控制在铁液总量的1.3％～1.5％。

4.根据权利要求1或3所述的球墨铸铁行星架的生产方法，其特征在于：在所述的球化工序中，铁液冲入球化包时的流量要大；所述球化工序完成后，要扒净铁液上的浮渣，并覆盖好珍珠岩。

5.根据权利要求1所述的球墨铸铁行星架的生产方法，其特征在于：在孕育工序中，孕育的次数控制在2～4次。

6.根据权利要求1所述的球墨铸铁行星架的生产方法，其特征在于：所述浇注工序要在球化工序和孕育工序处理后十分钟内完成。

7.根据权利要求1或6所述的球墨铸铁行星架的生产方法，其特征在于：在所述的浇注工序中，浇注温度T₄要控制在1300℃～1320℃。

8.根据权利要求1所述的球墨铸铁行星架的生产方法，其特征在于：所述浇注工序进行之前，要在铸型内事先摆放好冷铁，冷铁摆放的位置与行星架铸件的最厚处相对应。

9.根据权利要求1所述的球墨铸铁行星架的生产方法，其特征在于：所述温度T₁为800℃，所述温度T₂为500℃时，所述温度T₃为200℃。