CN102965566A

CN102965566A - 船用刀闸阀球墨铸铁铸件的原料组合物及其生产方法

Info

Publication number: CN102965566A
Application number: CN2012103786430A
Authority: CN
Inventors: 常云青; 翟召武; 薛洁; 常玉林; 张洪信
Original assignee: QINGDAO HEDELONG MACHINERY CO Ltd
Current assignee: QINGDAO HEDELONG MACHINERY CO Ltd
Priority date: 2012-09-11
Filing date: 2012-09-11
Publication date: 2013-03-13

Abstract

本发明公开了一种船用刀闸阀球墨铸铁铸件的原料组合物及其生产方法，原料组合物的组分及各组分的重量份为：Q10生铁10份、铁屑50份、废钢40份、增碳剂1.5～1.8份，镍铁0.8～1份、废铜1.5～2份，球化剂1.3～1.6份、孕育剂1～1.5份。制造船用刀闸阀的球墨铸铁铸件采用浇铸方法铸造，配方和工艺简单，容易实现产业化；直接由铸态形式得到的铸件性能大大提高，真正属于高性能球墨铸铁；采用普通废钢、铁屑，可成倍降低高性能铸件生产的原材料成本；配方中加入镍铁、废铜等微量元素，使船用刀闸阀的球墨铸铁铸件具有良好的耐腐蚀和耐磨损性能。

Description

船用刀闸阀球墨铸铁铸件的原料组合物及其生产方法

技术领域

本发明属于合金铸铁铸造技术领域，具体涉及一种采用球墨铸铁中适当加入镍、铜元素，铸造船用刀闸阀的球墨铸铁铸件的原料组合物及其生产方法。

背景技术

目前，国内外生产船用阀门的生产厂家大多采用不锈钢或合金钢作为生产原料，这两种材料价格昂贵，生产成本较高，但生产出的阀门使用性能一般，使用寿命较短，可靠性低，不能很好地满足对船用阀门耐腐蚀、耐磨损、耐高压、耐高温等使用性能的要求。

国内传统生产工艺与国外类似，如专利申请号为20081001667.6的专利公开了“一种高强度高韧性球墨铸铁铸件及其制备方法”，制造方法是先将生铁投入电炉中进行熔炼，当温度达到1500～1540℃时，加入合金配料，温度达到1540～1560℃时，停止加热。所生产的铸件强度韧性较好，但不耐腐蚀。

国内外生产船用刀闸阀的工艺存在的缺点是：1.生产成本高，不锈钢的价格约80000元/吨，合金钢的价格约35000元/吨。是球墨铸铁的3～8倍。2.生产的阀门使用性能差，使用寿命短，更换频繁，既影响了正常使用，又提高了维修费用。

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种船用刀闸阀的球墨铸铁铸件的原料组合物及其生产方法，提高船用刀闸阀的使用性能，延长寿命，减少维修费用，降低生产成本。

本发明提供的船用刀闸阀的球墨铸铁铸件的原料组合物及其生产方法，原料组合物的组分及各组分的重量份为：Q10生铁10份、铁屑50份、废钢40份、增碳剂1.5～1.8份，镍铁0.8～1份、废铜1.5～2份，球化剂1.3～1.6份、孕育剂1～1.5份。

上述组分中，所述Q10生铁，为磷含量≤0.05％，硫含量≤0.02％，碳含量3.6％～4％，硅含量≤1.0％的球墨生铁。是用铁矿石经高炉冶炼的产品，国内产量很大，非常普遍。

上述组分中，所述铁屑是指相同牌号的铸件在加工切削中，切削下来的废料。属于废物再次利用。先将部分铁屑装入电炉底部，可有效防止生铁、废钢加入时对电炉内衬的冲击。

上述组分中，所述废钢为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。废钢是在生产生活工程中淘汰或者损坏的作为回收利用的废旧钢铁；其含碳量一般≤2.0％，硫、磷含量均≤0.05％。目前世界每年产生的废钢总量为3～4亿吨，价格低于生铁，有效降低铸件生产成本。

上述组分中，所述增碳剂是炼钢、炼铁时用的一种添加剂。它是生产优质钢材的原料，另外，也是生产电极糊的原料。采用石墨粉剂经压制成型，生产铸件时可大幅度增加铁液的含碳量，在电炉熔炼中，将增碳剂放在中间，(炉中放一部分料后放增碳剂)加入量度是金属量的1-3％。增碳剂特点是碳在铁液中吸收效果好，不返渣，使用增碳剂可大幅度降低铸件生产成本。

上述组分中，所述镍铁为在炼钢工业中作为合金元素添加剂，可提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。

上述组分中，所述废铜为废紫铜。一般采用废电线、电缆或废铜管等，改善普通低合金钢的抗大气腐蚀性能，并能够有效地促进珠光体的生成，细化其组织晶粒，改良其机械性能，保证其良好的球化效果。

上述组分中，所述球化剂为稀土镁合金，一般采用的牌号为3-8，主要化学元素含量为：Fe2.8％、Si41.8％、Mg8.12％、Ca2.8％。稀土元素在镁合金熔体中具有除氢、除氧、除硫、除铁、除夹杂物的作用，达到除气精炼、净化熔体的效果。稀土能使石墨球化，稀土防止干扰元素破坏球化。研究表明，当干扰元素Pb、Bi、Sb、Te、Ti等总量为0.05wt％时，加入0.01wt％(残余量)的稀土，可以完全中和干扰，并可抑制变态石墨的产生。我国绝大部分的生铁中含有钛，有的生铁中含钛高达0.2～0.3wt％，但稀土镁球化剂由于能使铁中的稀土残留量达0.02～0.03wt％，故仍可保证石墨球化良好。

上述组分中，所述孕育剂是指硅粒，硅含量75％以上。是一种可促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况，增加共晶团数量，细化基体组织，它在孕育处理后有良好的效果。

本发明提供的船用刀闸阀球墨铸铁铸件的生产方法，采用上述原料组合物进行生产，包括以下步骤：(1)将备好的增碳剂，铁屑，Q10生铁、废钢陆续加入电炉中，加热至1300～1370℃；(2)向铁水中加入镍铁，把铁水继续升温至1570～1600℃；(3)将球化剂加入铁水包的底部，上部覆盖孕育剂，并加压铁覆盖；(4)将废铜加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；(5)将铁水冲入铁水包中，并在冲入过程中进行二次孕育，然后进行扒渣；(6)再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温；(7)将铁水运至浇注现场进行浇注，得到船用刀闸阀的球墨铸铁铸件。

上述步骤(7)中，球化后的铁水所含化学成分的重量百分比为：C3.6％～4.0％、Si0.5％～3.0％、Mn0.1％～0.4％、P≤0.06％、S≤0.035％、Re0.03％～0.05％、Mg0.03％～0.06％，得到铸态耐腐蚀、耐磨损、高延伸率的高性能球墨铸铁。

本发明提供的船用刀闸阀的球墨铸铁铸件的原料组合物及其生产方法，其有益效果在于：

1、配方和工艺简单，容易实现产业化；

2、直接由铸态形式得到的铸件性能大大提高，真正属于高性能球墨铸铁；

3、采用普通废钢、铁屑、废铜以及增碳剂，可成倍降低高性能铸件生产的原材料成本；

4、铸件中加入镍铁，可以有效地提高球铁的淬透性，改善耐蚀性；

5、铸件中加入适当的废铜，能够有效地促进珠光体的生成，细化其组织晶粒，改良其机械性能，保证其良好的球化效果；

6、在原来的球墨铸铁的工艺情况下，适当加入其特殊成分，综合成本只有不锈钢的八分之一，但性能优于不锈钢。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明提供的船用刀闸阀的球墨铸铁铸件的原料组合物及其生产方法，进行详细的说明。

实施例

本实施例的船用刀闸阀的球墨铸铁铸件的原料组合物及其生产方法，根据原料组合物的重量份配方称取物料，配方如下：Q10生铁10份、铁屑50份、废钢40份、增碳剂1.5～1.8份，镍铁0.8～1份、废铜1.5～2份，球化剂1.3～1.6份、孕育剂1～1.5份。

根据0.5吨中频炉规格，首先称取Q10生铁50公斤，铁屑250公斤，废钢200公斤，增碳剂7.5公斤，镍铁4公斤，废铜7.5公斤，3-8稀土镁合金6.5公斤，75硅粒5公斤；将备好的增碳剂7.5公斤，铁屑250公斤，Q10生铁50公斤、废钢200公斤陆续加入电炉中，加热至1300～1370℃；向铁水中加入镍铁4公斤，把铁水继续升温至1570～1600℃；将球化剂加入铁水包的底部，上部覆盖孕育剂，并加压铁覆盖；将废铜加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；将铁水冲入铁水包中，并在冲入过程中进行二次孕育，然后进行扒渣；再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温；将铁水运至浇注现场进行浇注，得到船用刀闸阀的球墨铸铁铸件。

Claims

1.一种生产船用刀闸阀的球墨铸铁铸件的原料组合物，其特征在于：该原料组合物的组分及各组分的重量份为：Q10生铁10份、铁屑50份、废钢40份、增碳剂1.5～1.8份，镍铁0.8～1份、废铜1.5～2份，球化剂1.3～1.6份、孕育剂1～1.5份；所述Q10生铁，为磷含量≤0.05％，硫含量≤0.02％，碳含量3.6％～4％，硅含量≤1.0％的球墨生铁；所述铁屑是指相同牌号的铸件在加工切削中，切削下来的废料；所述废钢为钢铁厂生产过程中不成为产品的钢铁废料，其含碳量≤2.0％，硫、磷含量均≤0.05％；所述增碳剂是炼钢、炼铁时用的一种添加剂，采用石墨粉剂经压制成型；所述废铜为废紫铜；所述球化剂为稀土镁合金，牌号3-8，主要化学元素含量为：Fe2.8％、Si41.8％、Mg8.12％、Ca2.8％；所述孕育剂是指硅粒，硅含量≥75％。

2.一种采用权利要求1所述原料组合物，生产船用刀闸阀的球墨铸铁铸件的生产方法，其特征在于：包括以下步骤：(1)将备好的增碳剂，铁屑，Q10生铁、废钢陆续加入电炉中，加热至1300～1370℃；(2)向铁水中加入镍铁，把铁水继续升温至1570～1600℃；(3)将球化剂加入铁水包的底部，上部覆盖孕育剂，并加压铁覆盖；(4)将废铜加入到铁水包堤坝的另一侧，以备铁水冲熔；(5)将铁水冲入铁水包中，并在冲入过程中进行二次孕育，然后进行扒渣；(6)再覆盖一层除渣剂进行聚渣、保温；(7)将铁水运至浇注现场进行浇注，得到船用刀闸阀的球墨铸铁铸件。