CN101921946B - 运用铸造余热正火得到高牌号球墨铸铁曲轴的方法 - Google Patents

Abstract

一种运用铸造余热正火得到高牌号球墨铸铁曲轴的方法，该方法利用铸件在型腔里凝固后铸件在共析线以上的温度，辅以调节珠光体稳定元素Mn的含量来获得过去只能通过电炉重新对铸件加热正火来提高铸件机械性能的同等效果，扩大了铸件开箱时的温度范围，增加了大生产中的实际操作性。本发明取得的球墨铸铁机械性能高于QT800-2国家标准，延伸率最低时在4％，脆性小，勿需回火，且不加入价格昂贵的Cu，降低了生产成本，经济效益明显。

Description

运用铸造余热正火得到高牌号球墨铸铁曲轴的方法

技术领域

本发明涉及到球墨铸铁曲轴的生产方法，特别涉及到高牌号球墨铸铁曲轴生产方法领域。

背景技术

在现有的铸态球墨铸铁技术中，主要是通过控制铸件冷却速度，加入合金元素，调整化学成分，采用复合孕育等措施，使铸件铸态达到技术条件规定的金相组织和机械性能，从而取消正火或退火等热处理工序，稳定生产的球铁牌号为：QT400-15，QT450-10，QT500-7，QT600-3，QT700-2，所得到的球墨铸铁材料牌号一般低于QT800-2，该技术不能在高牌号球墨铸铁曲轴领域中应用。

赵黎甲、谢小平等在《铸造技术》2003年第24卷第04期发表的《余热正火生产曲轴工艺实践》中还提出用复合合金化法进行生产，保证Cu含量＞0.5％，在铸件冷却至850℃时开箱，并快速震掉曲轴表面的型砂，立即进行吹风喷雾强制均匀冷却，再用电炉回火达到了降低曲轴中其它合金元素的量，提高了曲轴的综合机械性能，降低了生产成本，生产出高强度珠光体曲轴的目的。但该技术有如下缺陷：1、开箱温度850℃，在实际开箱时很难精确控制，在大生产中不实际；2、由于Cu价逐年攀升，加Cu所增加的成本部分抵消了其省却电炉加热正火的产生的经济效益；3、“快速震掉曲轴表面的型砂”无此必要，此过程降低了强制冷却开始时的曲轴温度，不利于提高珠光体含量和综合机械性能，而在生产实际中，曲轴表面造型用砂(除粘砂外)在开箱脱模的过程中绝大多数已经脱落，局部粘砂对铸件快速冷却的实际影响很小；4、余热正火后性能未达标，还需增加回火工序改善塑性，说明此技术没有达到高牌号球铁曲轴的技术要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种运用铸造余热正火得到高牌号球墨铸铁曲轴的方法，该方法利用铸件在型腔里凝固后铸件在共析线以上的温度，辅以调节珠光体稳定元素Mn的含量来获得过去通过电炉重新对铸件加热正火来提高铸件机械性能的同等效果，从而省去重新加热正火的工序，减少能源消耗，提高企业经济效益。

本发明的技术方案为：

球墨铸铁熔炼工艺熔炼铁液中C、Si、Mn、P、S五大元素质量百分比如下：

铁水温度控制在1460℃-1480℃之间，浇注时铁水温度应高于1360℃。浇注后开箱要求如下：

当铁模覆砂生产线是三班连续生产，即浇注的铁模是热铁型时，浇注结束后13分钟到16分钟开箱，曲轴利用自身重力脱模。

当铁模覆砂线是间断生产或更换生产品种，即浇注的是冷铁型时，浇注结束后12分钟到15分钟开箱，曲轴利用自身重力脱模，此时曲轴表面温度在910℃-840℃之间。

当铁模覆砂生产线上有多箱铁型被浇注，所有铁型开箱时间都必须控制在该型浇注结束起：热箱13～16分钟，冷箱12～15分钟。

铸件从开箱到脱模控制在1分钟左右，避免铸件热量损失。

开箱脱模的铸件，迅速送到喷雾区进行喷雾冷却，转运时间必须控制在1分钟之内。

本发明的优点如下：

1、合金化(促进生成珠光体)工艺不加入价格昂贵的Cu，降低了生产成本。

2、勿需对现有铁模覆砂线进行投入性改造，仅需就近添置一台轴流式风机，接上自来水即可实施本发明，体现出投入少，见效快的优点。

3、本发明扩宽了余热正火开箱时对铸件允许的温度范围，提高了产品质量的可靠性。

4、本发明将开箱时对铸件允许的温度范围转化成开箱时间，增强了工艺的可操作性，便于在大生产中推广运用。

5、本发明在运用时操作简单，无需刻意去掉铸件表面造型残留砂。

6、本发明取得的球墨铸铁机械性能高于QT800-2国家标准，延伸率最低时在4％，脆性小，勿需回火，经济效益明显。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步说明。

实施例一

YTR4105曲轴材质要求：QT800-2，硬度要求：HB 240-320。

材料化学成分：

球化处理前：

球化处理后：

铁水出炉温度：1479℃；

铸件浇注温度：1379℃；

铸件浇注结束到开箱开始间隔时间12分钟2秒；

开箱时铸件表面温度894℃；环境温度20℃；

开始喷雾冷却时铸件表面温度849℃；

喷雾风机型号：轴流式降温风机；

功率：2.2-2.8Kwh；转速：2900转/min；风机口径：600mm

喷雾冷却持续时间：15分钟；

本体取样，一件产品上取样两处，检验金相组织和机械性能结果如下表：

金相组织：

机械性能：

实施例二

YTR4105曲轴材质要求：QT800-2，硬度：HB 240-320；

材料化学成分：

球化处理前：

球化处理后：

铁水出炉温度：1480℃；

铸件浇注温度：1386℃；

铸件浇注结束到开箱开始间隔时间12分钟49秒；

开箱时铸件表面温度905℃；当时环境温度31℃；

开始喷雾冷却时铸件表面温度890℃；

喷雾风机型号：轴流式降温风机；

功率：2.2-2.8Kwh；转速：2900转/min；风机口径：600mm；

喷雾冷却持续时间：15分钟；

本体取样，一件产品上取样两处，检验金相组织和机械性能结果如下表：

金相组织：

机械性能：

Claims (1)

1.运用铸造余热正火得到高牌号球墨铸铁曲轴的方法，其特征在于：球墨铸铁熔炼铁液中C、Si、Mn、P、S五大元素的质量百分比为：

C、3.75-3.85％            Si、1.5-2.1％

Mn、0.75-0.8％            P、≤0.1％

S、≤0.025％；

铁水温度控制在1460℃-1480℃之间，浇注时铁水温度应高于1360℃，

浇注后开箱要求如下：

当铁模覆砂生产线是三班连续生产，即浇注的铁模是热铁型时，浇注结束后13～16分钟开箱，曲轴利用自身重力脱模；

当铁模覆砂线是间断生产或更换生产品种，即浇注的是冷铁型时，浇注结束后12～15分钟开箱，曲轴利用自身重力脱模，此时曲轴表面温度在910℃-840℃之间；

当铁模覆砂生产线上有多箱铁型被浇注，所有铁型开箱时间都必须控制在该型浇注结束起：热箱13～16分钟，冷箱12～15分钟。