CN103045931B - 一种低温无镍情况下获得合格机械性能的熔炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种熔炼方法，尤其是涉及一种低温无镍情况下获得合格机械性能的熔炼方法，其特征是：该方法包括如下步骤：熔化、球化剂、孕育剂埋包、出铁和试块浇注；本发明方法独特、可以获得较高的抗拉强度和延伸率、使试块基体组织含有较少的珠光体、提高试块的球化率、合理选取化学成份同时保证铸件质量和低温冲击值。
Description
技术领域
本发明涉及一种熔炼方法，尤其是涉及一种低温无镍情况下获得合格机械性能的熔炼方法。
背景技术
目前低温材料市场前景广阔，国内学术研究主要集中于加镍合金化后热处理获得合格的-40℃冲击值，但是加镍应用于实际生产，生产成本较高、对热处理设备也有很高的要求，并且该熔炼技术的稳定性也不高。机理和实际结果表明加镍并不能降低低温冲击转变温度，它对冲击值的提高也是基于对强度的提高而发挥的作用。
目前为止，还没有稳定生产-40℃铸件的报道。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种方法独特、可以获得较高的抗拉强度和延伸率、使试块基体组织含有较少的珠光体、提高试块的球化率、合理选取化学成份同时保证铸件质量和低温冲击值的一种低温无镍情况下获得合格机械性能的熔炼方法。
为了实现发明目的，本发明通过如下方式实现：
一种低温无镍情况下获得合格机械性能的熔炼方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
a、熔化：炉料准确称量，按废钢、回炉铁、生铁顺序加入，熔化过程中随时紧实炉料，冷料熔化后，快速升温至取样温度1420℃～1440℃，取光谱样送检，铁水继续升温至1440～1460℃左右停炉，铁水静置拔渣，根据光谱样化验结果调整铁水成分到目标值；
b、球化剂、孕育剂埋包：冲入法球化处理，先清理干净浇包，其次在球化反应室埋起爆快的球化剂，反应起爆慢的球化剂放在起爆快的球化剂上面，充分捣实，最后在球化剂的上面覆盖孕育剂，捣实1分钟；
c、出铁：球化反应室的修砌应该避免铁流直冲球化剂，在出铁前根据铁流对好浇包停放位置，吊车卡死，防止出铁过程中浇包移动使铁流冲到球化剂，快速出铁，当铁水2/3～3/4以上出到浇包中球化反应开始，此时球化反应平稳，利于镁吸收和铁水孕育均匀；
d、试块浇注：铁水拔渣后扫干净浇包上的杂物，液面放硅酸铝板浇注，浇注完后的试块自然冷却6小时以上取出检测。
所述铁水处理时加入两种球化剂，其中一种为低稀土球化剂其加入量的重量含量为0.8～1.0％，另一种为低镁球化剂，起爆慢，其加入量的重量含量0.2～0.4％，使得球化反应平稳、球化反应时间30s～40s，保证镁的吸收率，硅钡孕育剂加入的重量含量0.6～1.0％，包底孕育，出铁拔渣后浇注单铸试块；
所述根据光谱样化验结果调整铁水成分到目标值，具体的重量百分含量范围为C为3.6-3.7，Si为1.9-2.1，CE为4.26-4.4，Mn＜0.15，S为0.006-0.012，Mg为0.04-0.05。
本发明有如下效果：
1)方法独特：本发明提供的方法包括如下步骤：熔化：炉料准确称量，按废钢、回炉铁、生铁顺序加入。熔化过程中随时紧实炉料，杜绝棚料造成的高温核心烧损。冷料熔化后，快速升温至取样温度取光谱样送检，铁水继续升温至1440～1460℃左右停炉，铁水静置拔渣。根据光谱样化验结果调整铁水成分到目标值；球化剂、孕育剂埋包：冲入法球化处理。先清理干净浇包，其次在球化反应室埋起爆快的球化剂，反应起爆慢的球化剂放在起爆快的球化剂上面，充分捣实。最后在球化剂的上面覆盖孕育剂，捣实1分钟；出铁：球化反应室的修砌应该避免铁流直冲球化剂，在出铁前根据铁流对好浇包停放位置，吊车卡死，防止出铁过程中浇包移动使铁流冲到球化剂。快速出铁，当铁水2/3～3/4以上出到浇包中球化反应开始，此时球化反应平稳，利于镁吸收和铁水孕育均匀；试块浇注：铁水拔渣后扫干净浇包上的杂物，液面放硅酸铝板浇注。同时关注试块卡紧方式，楔卡紧试块的木楔有时会造成试块对应位置砂型过快溃散而引起基体珠光体量高，冲击值不合。浇注完后的试块自然冷却6小时以上取出检测。考虑到其他无镍方案为获得高的强度而单铸试块的珠光体量高从而降低低温冲击值。此次方案中加入了部分铁素体基体的回炉铁增加试块强度，同时石墨形态和基体组织的遗传获得90％以上的球化率和90％以上的铁素体含量。铁水处理时加入两种球化剂，一种起爆快，加入量0.8～1.0％；另一种起爆慢，加入量0.2～0.4％，使得球化反应平稳、球化反应时间30s～40s，保证镁的吸收率。孕育剂加入量0.6～1.0％，包底孕育。出铁拔渣后浇注单铸试块。
2)保证了试块基体组织含有较高的铁素体含量，使试块具有较高的抗拉强度和球化率：本发明提供的方法重点解决了以下几个问题：单铸试块珠光体含量高，降低冲击值；中频炉铁水成分均匀性不好，取样温度不适铁水渣子多或高温造成核心烧损；试块的球化率低；主要成分C、Si波动；最终获得最佳的熔炼方法，保证了试块基体组织含有较高的铁素体含量，使试块具有较高的抗拉强度和球化率。
3)本发明提供的方法铸态无镍条件下获得合格的-40℃冲击试块，一方面降低了低温冲击材料成本，缩短了铸件生产周期；另一方面为公司开发其他更高要求的大型铸件打下基础。
具体实施方式
一种低温无镍情况下获得合格机械性能的熔炼方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
a、熔化：炉料准确称量，按废钢、回炉铁、生铁顺序加入，熔化过程中随时紧实炉料，冷料熔化后，快速升温至取样温度1420℃～1440℃，取光谱样送检，铁水继续升温至1440～1460℃左右停炉，铁水静置拔渣，根据光谱样化验结果调整铁水成分到目标值；
b、球化剂、孕育剂埋包：冲入法球化处理，先清理干净浇包，其次在球化反应室埋起爆快的球化剂，反应起爆慢的球化剂放在起爆快的球化剂上面，充分捣实，最后在球化剂的上面覆盖孕育剂，捣实1分钟；
c、出铁：球化反应室的修砌应该避免铁流直冲球化剂，在出铁前根据铁流对好浇包停放位置，吊车卡死，防止出铁过程中浇包移动使铁流冲到球化剂，快速出铁，当铁水2/3～3/4以上出到浇包中球化反应开始，此时球化反应平稳，利于镁吸收和铁水孕育均匀；
d、试块浇注：铁水拔渣后扫干净浇包上的杂物，液面放硅酸铝板浇注，浇注完后的试块自然冷却6小时以上取出检测。
上述铁水处理时加入两种球化剂，其中一种低稀土球化剂其加入量的重量含量为0.8～1.0％，另一种为低镁球化剂，起爆慢，加入量的重量含量0.2～0.4％，使得球化反应平稳、球化反应时间30s～40s，保证镁的吸收率，硅钡孕育剂加入的重量含量0.6～1.0％，包底孕育，出铁拔渣后浇注单铸试块；
上述根据光谱样化验结果调整铁水成分到目标值，具体的重量百分含量范围为C为3.6-3.7，Si为1.9-2.1，CE为4.26-4.4，Mn<0.15，S为0.006-0.012，Mg为0.04-0.05。
采用本发明提供的方法炉前铁水根据光谱样化验结果调整铁水成分到目标值，具体范围见下表：
Claims (3)
1.一种低温无镍情况下获得合格机械性能的熔炼方法，其特征是：该方法包括如下步骤：
a、熔化：炉料准确称量，按废钢、回炉铁、生铁顺序加入，熔化过程中随时紧实炉料，冷料熔化后，快速升温至取样温度1420℃～1440 ℃，取光谱样送检，铁水继续升温至1440～1460℃停炉，铁水静置拔渣，根据光谱样化验结果调整铁水成分到目标值；
b、球化剂、孕育剂埋包：冲入法球化处理，先清理干净浇包，其次在球化反应室埋起爆快的球化剂，反应起爆慢的球化剂放在起爆快的球化剂上面，充分捣实，最后在球化剂的上面覆盖孕育剂，捣实1分钟；
c、出铁：球化反应室的修砌应该避免铁流直冲球化剂，在出铁前根据铁流对好浇包停放位置，吊车卡死，防止出铁过程中浇包移动使铁流冲到球化剂，快速出铁，当铁水2/3～3/4出到浇包中球化反应开始，此时球化反应平稳，利于镁吸收和铁水孕育均匀；
d、试块浇注：铁水拔渣后扫干净浇包上的杂物，液面放硅酸铝板浇注，浇注完后的试块自然冷却6小时以上取出检测。
2.如权利要求1所述的一种低温无镍情况下获得合格机械性能的熔炼方法，其特征是：所述铁水处理时加入两种球化剂，其中一种低稀土球化剂其加入量的重量含量为0.8～1.0%，另一种为低镁球化剂，起爆慢，加入量的重量含量0.2～0.4%，使得球化反应平稳、球化反应时间30s～40s，保证镁的吸收率，硅钡孕育剂加入的重量含量0.6～1.0%，包底孕育，出铁拔渣后浇注单铸试块。
3.如权利要求1所述的一种低温无镍情况下获得合格机械性能的熔炼方法，其特征是：所述根据光谱样化验结果调整铁水成分到目标值，具体的重量百分含量范围为C为3.6-3.7，Si为1.9-2.1，CE为4.26-4.4，Mn<0.15，S为0.006-0.012，Mg为0.04-0.05。
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Address after: 750021 the Ningxia Hui Autonomous Region Yinchuan Xixia concentric Street No. 199 Patentee after: NINGXIA KOCEL GROUP Co.,Ltd. Patentee after: KOCEL MACHINERY CO.,LTD. Address before: 750021 the Ningxia Hui Autonomous Region Yinchuan Xixia concentric Street No. 199 Patentee before: NINGXIA KOCEL GROUP Co.,Ltd. Patentee before: NINGXIA KOCEL MACHINERY Co.,Ltd. Address after: 750021 the Ningxia Hui Autonomous Region Yinchuan Xixia concentric Street No. 199 Patentee after: NINGXIA KOCEL GROUP Co.,Ltd. Patentee after: KOCEL MACHINERY Ltd. Address before: 750021 the Ningxia Hui Autonomous Region Yinchuan Xixia concentric Street No. 199 Patentee before: NINGXIA KOCEL GROUP Co.,Ltd. Patentee before: KOCEL MACHINERY CO.,LTD. |
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Effective date of registration: 20160606 Address after: Beijing road 750021 the Ningxia Hui Autonomous Region Yinchuan City Xixia District No. 550 Patentee after: KOCEL MACHINERY Ltd. Address before: 750021 the Ningxia Hui Autonomous Region Yinchuan Xixia concentric Street No. 199 Patentee before: NINGXIA KOCEL GROUP Co.,Ltd. Patentee before: KOCEL MACHINERY Ltd. |
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Effective date of registration: 20200805 Address after: 4 / F, TMT R & D center, east side of No.5 Road, Science Park, Jinfeng District, Yinchuan City, Ningxia Hui Autonomous Region Patentee after: NATIONAL INTELLIGENT FOUNDRY INDUSTRY INNOVATION CENTER Address before: 750021 No. 550 West Beijing Road, Xixia District, the Ningxia Hui Autonomous Region, Yinchuan Patentee before: KOCEL MACHINERY Ltd. |
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Effective date of registration: 20221206 Address after: 362302 High end Equipment Smart Park, Pudang Village, Xiamei Town, Nan'an City, Quanzhou City, Fujian Province Patentee after: Quanzhou Shared Intelligent Casting Industry Innovation Center Co.,Ltd. Address before: 750021 Building 4, TMT R&D Center, Jinfeng District, Yinchuan City, Ningxia Hui Autonomous Region Patentee before: NATIONAL INTELLIGENT FOUNDRY INDUSTRY INNOVATION CENTER |
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