CN102260819A

CN102260819A - 一种铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料

Info

Publication number: CN102260819A
Application number: CN 201110231055
Authority: CN
Inventors: 杨金德; 邵建华; 潘冶; 贺丙虎
Original assignee: Nantong Hongde Mechanical Co Ltd; Southeast University
Current assignee: Nantong Hongde Mechanical Co Ltd; Southeast University
Priority date: 2011-08-12
Filing date: 2011-08-12
Publication date: 2011-11-30

Abstract

本发明提供了一种铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料，其特征在于包括以重量百分比计的以下组分C3.5-3.7%，Si2.0-2.3%、Mn0.2-0.4%、P<0.03%，S<0.02%，Cu0.3-0.7%，Cr0.15-0.35%,Sn0.01-0.08%，Sb55-75ppm，余量为Fe。该球墨铸铁材料经过配料、电炉熔炼（出炉温度在1500-1530℃）、球化处理、孕育处理（始浇温度在1340-1370℃），然后浇入树脂砂造型的砂箱成型，冷却到290-320℃开箱即可得到该发明产品。该产品铸态下本体中心部位的机械性能为：抗拉强度σ_b≥600MPa，屈服强度σ_0.2≥360MPa，断后延伸率δ≥2%，布氏硬度HB220-250；本体中心部位的金相组织基体为珠光体≥98%，石墨大小5-7级，球化级别≤2。适于生产壁厚在100mm以上的厚大断面珠光体基球墨铸铁产品。

Description

一种铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料

技术领域

本发明涉及一种铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料，属于球墨铸铁材质领域。

背景技术

球墨铸铁由于其具有良好的强韧性能和铸造性能，质量较钢铁减轻，并且制取方法简单，价格便宜，因此产量连年增加。但是，对于厚大断面球墨铸铁件，很难在铸态下获得QT700-2材质要求的珠光体基组织，国内外目前一般采用铸造结合后续热处理的方法来进行生产，但是这其中也存在很多问题，比如生产周期长，生产效率低，成本较高，热处理能源消耗大以及铸件性能不稳定等。

发明内容

本发明的目的是提供一种铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料，可以免除后续的热处理，进而实现节约能耗、降低生产成本以及提高产品质量和生产效率。

本发明采用如下技术方案：

一种铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料，其特征在于包括以重量百分数计的以下组分：C 3.5-3.7%，Si 2.0-2.3%，Mn 0.2-0.4%，P<0.03%，S<0.02%，Cu 0.3-0.7%，Cr 0.15-0.35%，Sn 0.01-0.08%，Sb 55-75ppm，余量为Fe。

一种铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料的制备方法，是采用生铁、回炉料、废钢、硅铁、锰铁、铬铁，铜，锡和锑为原料，经过配料、电炉熔炼，熔炼好的铁水控制在1500-1530℃，然后出炉、经球化处理、孕育处理，控制始浇温度为1340-1370℃，浇入树脂砂造型的砂箱铸造成型，冷却到290-320℃，开箱即可得到该发明材料。

本发明的球墨铸铁材料适宜于壁厚100mm及以上的厚大断面珠光体基球墨铸铁产品的生产。

该材料铸态下本体中心部位（即铸件性能最差部位）的机械性能为：抗拉强度σ_b≥600MPa，屈服强度σ_0.2≥360MPa，断后延伸率δ≥2%，布氏硬度HB220-250；本体中心部位的金相组织基体为珠光体≥98%，石墨大小5-7级，球化级别≤2。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1、可以免除后续的热处理，降低生产成本，节约能耗。

2、缩短产品的生产周期，提高产品的生产效率。

3、生产方法易于掌握和操作。

4、产品的力学性能能达到产品要求。

具体实施方式

实施例1-3所采用的原料是：生铁、回炉料、废钢、硅铁、锰铁、铬铁，铜，锡和锑。

实施例1

铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料的各组分及重量百分比为：C3.7%，Si2.1%，Mn0.24%，P0.029%，S 0.013%，Cu0.65%，Cr0.34%，Sn0.08%，Sb0.0068%，余量为Fe。

将上述球墨铸铁材料按照所给出的组分进行配料，然后用中频电炉进行熔炼，出炉温度为1520℃，再进行球化处理、孕育处理，始浇温度为1370℃，再浇入事先准备好的树脂砂型中，成型后冷却到319℃开箱，即可得到目标材质的铸件。

该铸件的尺寸为200×200×300mm²，取样位置为铸件的中心部位即150mm处切割一块200×200×25mm²的板下来进行力学性能检测。

按照GB/T 228-2002和GB/T 231-2009测得上述球墨铸铁材料的铸态性能为：抗拉强度σ_b=730MPa，屈服强度σ_0.2=520MPa，断后延伸率δ=2%，布氏硬度HB244；按照GB/T 9441-2009测得基体金相组织基体为珠光体98%，石墨大小7级，球化级别2级。

实施例2

铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料的各组分及重量百分比为：C3.58%，Si2.2%，Mn0.27%，P0.017%，S0.017%，Cu0.67%，Cr0.15%，Sn0.022%，Sb0.0065%，余量为Fe。将上述球墨铸铁材料按照所给出的组分进行配料，然后用中频电炉进行熔炼，出炉温度为1510℃，再进行球化处理、孕育处理，始浇温度为1354℃，再浇入事先准备好的树脂砂型中，成型后冷却到307℃开箱，即可得到目标材质的铸件。

该铸件的尺寸为250×250×300mm²，取样位置为铸件的中心部位即150mm处切割一块250×250×25mm²的板下来进行力学性能检测。

按照GB/T 228-2002和GB/T 231-2009测得上述球墨铸铁材料的铸态性能为：抗拉强度σ_b=645MPa，屈服强度σ_0.2=452MPa，断后延伸率δ=2%，布氏硬度HB224；按照GB/T 9441-2009测得基体金相组织基体为珠光体99%，石墨大小6级，球化级别2级。

实施例3

铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料的各组分及重量百分比为：C3.5%，Si2.3%，Mn0.285%，P0.02%，S0.0175%，Cu0.7%，Cr0.153%，Sn0.0195%，Sb0.0075%，余量为Fe。将上述球墨铸铁材料按照所给出的组分进行配料，然后用中频电炉进行熔炼，出炉温度为1500℃，再进行球化处理、孕育处理，始浇温度为1340℃，再浇入事先准备好的树脂砂型中，成型后冷却到290℃开箱，即可得到目标材质的铸件。

按照GB/T 228-2002和GB/T 231-2009测得上述球墨铸铁材料的铸态性能为：抗拉强度σ_b=625MPa，屈服强度σ_0.2=438MPa，断后延伸率δ=3%，布氏硬度HB229；按照GB/T 9441-2009测得基体金相组织基体为珠光体98%，石墨大小7级，球化级别2级。

Claims

1.一种铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料，其特征在于包括以重量百分比计的以下组分：C3.5-3.7％，Si2.0-2.3％，Mn0.2-0.4％，P＜0.03％，S＜0.02％，Cu0.3-0.7％，Cr0.15-0.35％，Sn0.01-0.08％，Sb55-75ppm，余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料，其特征是：该材料铸态下本体中心部位抗拉强度σ_b≥600MPa，屈服强度σ_0.2≥360MPa，断后延伸率δ≥2％，布氏硬度HB220-250；本体中心部位的金相组织基体为珠光体≥98％，石墨大小5-7级，球化级别≤2。

3.一种铸态厚大断面珠光体基球墨铸铁材料的制备方法，其特征在于是采用生铁、回炉料、废钢、硅铁、锰铁、铬铁，铜，锡和锑为原料，经过配料、电炉熔炼，熔炼好的铁水控制在1500-1530℃，然后出炉、经球化处理、孕育处理，控制始浇温度为1340-1370℃，浇入树脂砂造型的砂箱铸造成型，冷却到290-320℃，开箱即可得到该发明材料。