CN103320677A - 一种球墨铸铁及其制造方法 - Google Patents

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李发红
马解放
冯泽民
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Abstract

本发明涉及一种球墨铸铁及其制造方法，它的组分及其重量百分比为：C：3.7~3.8％，Si：2.6~2.9%，Mn≤0.4%，P≤0.05%，S≤0.02%，Mg：0.03~0.05%，Re：0.02~0.04%，Cu：0.15~0.25%，余量为Fe。制造方法为：1、配料准备；2、通过计算将备好的球墨铸铁用生铁、普通废钢和球墨铸铁回炉料按比例加入中频电炉内进行溶化；3、对铁水包进行压包；4、对铁水包内的铁水进行球化、孕育处理；将球化好的铁水转运至铸件型腔处进行浇注，浇注过程中在包嘴用漏斗随流加入铁水总重量0.15-0.2%的孕育剂，待铸件型腔内的铁水自然冷却后，得到球墨铸铁。该球墨铸铁力学性能稳定，且制备工艺简单，不需要热处理就能达到铸态要求，节约了能源，降低了企业的生产成本。

Description

一种球墨铸铁及其制造方法
 
技术领域
本发明属于铸造领域，具体涉及一种球墨铸铁及其制造方法。
背景技术
QT550-6材质一般用于国外小曲轴的生产，国内长期加工这种材质的小曲轴，加工毛坯一般由国外进口，价格昂贵，国内生产这种材质的毛坯时需进行热处理，热处理后珠光体不稳定，需要反复进行热处理，能源消耗较高，工作效率较低，严重制约了企业的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述不足，提供一种球墨铸铁及其制造方法，该球墨铸铁力学性能稳定，制备工艺简单，不需要热处理就能达到铸态要求，节约了能源，降低了企业的生产成本。
本发明的技术方案：一种球墨铸铁，它的组分及其重量百分比为：C：3.7~3.8％，Si：2.6~2.9%，Mn≤0.4%，P≤0.05%，S≤0.02%，Mg：0.03~0.05%，Re：0.02~0.04%，Cu：0.15~0.25%，余量为Fe。
所述的Cu的优选重量百分比为0.2%。
上述球墨铸铁的制造方法，包括以下步骤：
（1）将球墨铸铁用生铁、普通废钢、电解铜、球墨铸铁回炉料、球化剂、孕育剂备好，待用；
（2）通过计算将备好的球墨铸铁用生铁、普通废钢和球墨铸铁回炉料按比例加入中频电炉内进行溶化，铁水中C含量控制在3.76～3.86%，再将铁水升温至1540℃；
（3）将铁水总重量1~1.3%的球化剂倒入球化铁水包的后坑内，用铁水总重量1%的铁屑与球化剂搅拌捣实，再在捣实的铁屑与球化剂的混合物上加入铁水总重量0.5%的铁屑覆盖扒平，在扒平的铁屑上放置铁水总重量的0.2%的铜；
（4）将压好球化剂的铁水包吊运中频电炉铁水出口处，用冲入法将步骤（2）备好的铁水倒入铁水包的前坑内，在球化反应过程中，加入粒度为5～10mm、含硅量为75%的硅铁孕育剂搅匀；
（5）将球化好的铁水转运至铸件型腔处进行浇注，浇注过程中在包嘴用漏斗随流加入铁水总重量0.15-0.2%的孕育剂，待铸件型腔内的铁水自然冷却后，得到球墨铸铁。
步骤（5）中所述的孕育剂为粒度为0.2～1mm、含硅量为75%的硅铁与YJ-5孕育剂混合的孕育剂。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：该球墨铸铁力学性能稳定，抗拉强度为630～780MPa，延伸率为6～10%，金相组织中珠光体占35～65%，球化级别为1～3级，石墨级别为5～8级，达到了QT550-6的质量指标，且制备工艺简单，不需要热处理就能达到铸态要求，节约了能源，降低了企业的生产成本，对企业、社会产生了一定的经济效益，对球墨铸铁的发展具有积极的推动作用。
具体实施方式
实施例1
     一种球墨铸铁，它的组分及其重量百分比为：C:3.71%，Si:2.74%，Mn:0.38，P:0.033%，S:0.012%，Mg:0.033%，Re:0.025%，Cu:0.22%，余量为Fe。
上述球墨铸铁的制造方法，包括以下几个步骤：
（1）将球墨铸铁用生铁、普通废钢、电解铜、球墨铸铁回炉料、球化剂、孕育剂备好，待用；
（2）通过计算将备好的球墨铸铁用生铁290Kg、普通废钢50Kg和球墨铸铁回炉料120Kg加入中频电炉内溶化，再将铁水升温至1540℃；
（3）用磅秤称量球化剂5Kg，倒入铁水包后坑内与5Kg铁屑搅拌后捣实，再在其上覆盖2.5Kg铁屑扒平，将0.95Kg电解铜放在铁屑上；
（4）将压好球化剂的铁水包吊运至中频电炉铁水出口处，用冲入法将步骤（2）备好的铁水倒入铁水包的前坑内，使铁水不直接冲击球化剂和铁屑，铁水出净后，球化反应正在进行时，加入粒度为5-10mm、含硅量为75%的硅铁孕育剂9Kg搅匀，球化完毕后，扒净浮渣，在铁水表面撒适量覆盖剂保温聚渣；
（5）将球化好的铁水转运至铸件型腔处进行浇注，浇注过程中在包嘴用漏斗随流加入粒度为0.2～1mm、含硅量为75%的硅铁与YJ-5孕育剂混合的孕育剂0.71Kg，待铸件型腔内的铁水自然冷却后，得到球墨铸铁。
 经检测，球墨铸铁中化学成分（重量百分比）为：C：3.71%，Si:2.74%，Mn:0.38，P:0.033%，S:0.012%，Mg:0.033%，Re:0.025%，Cu:0.22%。
 金相组织为：球化2级，石墨6级，珠光体35%。
 机械性能为：抗拉强度643MPa，延伸率10%。
实例2
一种球墨铸铁，它的组分及其重量百分比为：C：3.78%，Si:2.64%，Mn:0.21，P:0.029%，S:0.010%，Mg:0.030%，Re:0.026%，Cu:0.25%，余量为Fe。
上述球墨铸铁的制造方法，包括以下步骤：
（1）将球墨铸铁用生铁、普通废钢、电解铜、球墨铸铁回炉料、球化剂、孕育剂备好，待用；
（2）通过计算将备好的球墨铸铁用生铁405Kg、普通废钢55Kg和球墨铸铁回炉料130Kg加入中频电炉内进行溶化，再将铁水升温至1540℃；
（3）用磅秤称量球化剂6.4Kg，倒入铁水包后坑内与6.5Kg铁屑搅拌后捣实，再在其上覆盖3.2Kg铁屑扒平，将1Kg电解铜放在铁屑上；
（4）将压好球化剂的铁水包吊运至中频电炉铁水出口处，用冲入法将步骤（2）备好的铁水倒入铁水包的前坑内，使铁水不直接冲击球化剂和铁屑，铁水出净后，球化反应正在进行时，加入粒度为5-10mm、含硅量为75%的硅铁孕育剂8Kg搅匀，球化完毕后，扒净浮渣，在铁水表面撒适量覆盖剂保温聚渣；
（5）将球化好的铁水转运至铸件型腔处进行浇注，浇注过程中在包嘴用漏斗随流加入粒度为0.2～1mm、含硅量为75%的硅铁与YJ-5孕育剂混合的孕育剂1Kg，待铸件型腔内的铁水自然冷却后，得到球墨铸铁。
 经检测，球墨铸铁中化学成分（重量百分比）为：C：3.78%，Si:2.64%，Mn:0.21，P:0.029%，S:0.010%，Mg:0.030%，Re:0.026%，Cu:0.25%。
 金相组织为：球化2级，石墨6级，珠光体50%。
机械性能为：抗拉强度694MPa，延伸率7.5%。
实例3
一种球墨铸铁，它的组分及其重量百分比为：C：3.75%，Si:2.85%，Mn:0.22，P:0.035%，S:0.01%，Mg:0.033%，Re:0.026%，Cu:0.22%，余量为Fe。
上述球墨铸铁的制造方法，包括以下步骤：
（1）将球墨铸铁用生铁、普通废钢、电解铜、球墨铸铁回炉料、球化剂、孕育剂备好，待用；
（2）通过计算将备好的球墨铸铁用生铁380Kg、普通废钢48Kg和球墨铸铁回炉料80Kg加入中频电炉内进行溶化，再将铁水升温至1540℃；
（3）用磅秤称量球化剂5.6Kg，倒入铁水包后坑内与5Kg铁屑搅拌后捣实，再在其上覆盖2.5Kg铁屑扒平，将1.2Kg电解铜放在铁屑上；
（4）将压好球化剂的铁水包吊运至中频电炉铁水出口处，用冲入法将步骤（2）备好的铁水倒入铁水包的前坑内，使铁水不直接冲击球化剂和铁屑，铁水出净后，球化反应正在进行时，加入粒度为5-10mm、含硅量为75%的硅铁孕育剂7Kg搅匀，球化完毕后，扒净浮渣，在铁水表面撒适量覆盖剂保温聚渣；
（5）将球化好的铁水转运至铸件型腔处进行浇注，浇注过程中在包嘴用漏斗随流加入粒度为0.2～1mm、含硅量为75%的硅铁与YJ-5孕育剂混合的孕育剂0.8Kg，待铸件型腔内的铁水自然冷却后，得到球墨铸铁。
经检测，球墨铸铁中化学成分（重量百分比）为：C：3.75%，Si:2.85%，Mn:0.22，P:0.035%，S:0.01%，Mg:0.033%，Re:0.026%，Cu:0.22%。
金相组织为：球化2级，石墨6级，珠光体65%。
机械性能为：抗拉强度753MPa，延伸率7.6%。
上述实施例中的球墨铸铁用生铁为Q8-Q12的球铁用生铁；球化剂和YJ-5孕育剂为陕西众友特种合金科技有限公司生产的。

Claims (4)

1.一种球墨铸铁，其特征是它的组分及其重量百分比为：C：3.7~3.8％，Si：2.6~2.9%，Mn≤0.4%，P≤0.05%，S≤0.02%，Mg：0.03~0.05%，Re：0.02~0.04%，Cu：0.15~0.25%，余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的球墨铸铁，其特征是所述的Cu的重量百分比为0.2%。
3.权利要求1所述球墨铸铁的制造方法，其特征是包括以下步骤：
（1）将球墨铸铁用生铁、普通废钢、电解铜、球墨铸铁回炉料、球化剂、孕育剂备好，待用；
（2）通过计算将备好的球墨铸铁用生铁、普通废钢和球墨铸铁回炉料按比例加入中频电炉内进行溶化，铁水中C含量控制在3.76～3.86%，再将铁水升温至1540℃；
（3）将铁水总重量1~1.3%的球化剂倒入球化铁水包的后坑内，用铁水总重量1%的铁屑与球化剂搅拌捣实，再在捣实的铁屑与球化剂的混合物上加入铁水总重量0.5%的铁屑覆盖扒平，在扒平的铁屑上放置铁水总重量的0.2%的铜；
（4）将压好球化剂的铁水包吊运至中频电炉铁水溶液出口处，用冲入法将步骤（2）备好的铁水倒入铁水包的前坑内，在球化反应过程中，加入粒度为5～10mm、含硅量为75%的硅铁孕育剂搅匀；
（5）将球化好的铁水转运至铸件型腔处进行浇注，浇注过程中在包嘴用漏斗随流加入铁水总重量0.15-0.2%的孕育剂，待铸件型腔内的铁水自然冷却后，得到球墨铸铁。
4. 根据权利要求3所述的球墨铸铁的制造方法，其特征是步骤（5）中所述的孕育剂为粒度为0.2～1mm、含硅量为75%的硅铁与YJ-5孕育剂混合的孕育剂。
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