CN103320680A - 一种球墨铸铁及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸铁冶炼技术领域，具体涉及一种球墨铸铁及其制备方法；球墨铸铁，其成分及重量百分比分别为，C：3.5-3.6%，Si：2.5-2.6%，Mn：0.2-0.3%，S≤0.025%，P≤0.06%，Cu:0.25-0.30%，Mg:0.03-0.06%，Sn≤0.005%，Sb≤0.005%，Al≤0.015%，余量为Fe。本发明的球墨铸铁具有抗拉强度好，屈服强度大，硬度强，伸长率大的优点；且对制备球墨铸铁的设备要求不高，降低了设备的投入成本，从而也就相对降低了球墨铸铁的生产成本；另外本发明的制备方法，采用精选生铁、废钢熔化作为配料，使资源循环利用，节省了资源，降低了生产成本。

Description

一种球墨铸铁及其制备方法

技术领域

本发明涉及铸铁冶炼技术领域，具体涉及一种球墨铸铁及其制备方法。

背景技术

球墨铸铁是铸铁的一种；普通铸铁在凝固结晶时,析出的石墨呈无定形的片状，其基体类似于钢。由于片状石墨的存在,割裂了基体,所以较脆.如果使用球化剂,使析出的石墨呈球状,韧性和抗拉强度会大大提高,又具有铸铁的流动性好,收缩小的特点。铸钢,是将钢熔化后浇铸成型.由于熔化温度高,收缩大,偏析大,熔化时不能接触焦炭或其它碳,所以只能用电炉熔化；对模型材料的耐热性要求高,所以成本高.球墨铸铁不仅能代替铸钢,甚至能代替锻钢做成曲轴,齿轮等重要零件，抗蚀性能也优于普通铸钢。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种抗拉强度好，屈服强度大，硬度强，伸长率大，且生产成本低的球墨铸铁及其制备方法。

实现本发明的技术方案如下：

一种球墨铸铁，其成分及重量百分比分别为，C：3.5-3.6%，Si：2.5-2.6%，Mn：0.2-0.3%，S≤0.025%，P≤0.06%，Cu:0.25-0.30%，Mg:0.03-0.06%，Sn≤0.005%，Sb≤0.005%，Al≤0.015%，余量为Fe。

球墨铸铁成分及重量百分比分别为，C：3.5%，Si：2.5%，Mn：0.2%，S：0.025%，P：0.06%，Cu:0.25%，Mg:0.03%，Sn：0.005%，Sb：0.005%，Al：0.015%，余量为Fe。

球墨铸铁成分及重量百分比分别为，C：3.55%，Si：2.55%，Mn：0.25%，S：0.02%，P：0.05%，Cu:0.255%，Mg:0.04%，Sn：0.004%，Sb：0.004%，Al：0.01%，余量为Fe。

球墨铸铁成分及重量百分比分别为，C：3.6%，Si：2.6%，Mn：0.3%，S：0.01%，P：0.04%，Cu:0.30%，Mg:0.06%，Sn：0.003%，Sb：0.003%，Al：0.005%，余量为Fe。

上述球墨铸铁的制备方法，包括如下步骤，

第一步，配料：按重量百分比，精选生铁、废钢各50%，并加入炉中进行加热熔化为铁水；

第二步，预处理：在炉中铁水总重熔化一半后，向铁水中添加占铁水总重量0.1-0.15%的硅铁基或石墨基预处理剂，对铁水进行预处理；

第三步，脱硫：将炉中铁水温度加热到1470-1490℃，将炉中铁水倒入铁水包中采用冲入法进行铁水脱硫；

第四步，球化孕育：将铁水包中的铁水再倒回炉中升温，至1470-1490℃出炉进行球化，加入的球化剂为占铁水总重量1.3-1.5%的稀土硅铁镁合金球化剂；再将占铁水总重量0.3—0.5%硅铁合金孕育剂覆盖在球化剂上进行初步孕育；再将炉中的铁水出到铁水包中，当出的铁水达到3/4时，用工具去除漂浮在铁水上面的铁水渣，净化铁水，剩余1/4随流添加占铁水总重量0.3—0.5%的第二种孕育剂，最终出到铁水包中；

第五步，浇注成型，铁水浇注的温度为1360-1380℃，并随流添加占铁水总重量0.13-0.17%的随流孕育剂进行浇注。

上述制备过程中，Mn、Cu的总量控制在占铁水总重量的0.45-0.60%。

进一步地，所述随流孕育剂的粒度是0.1-0.75mm。

进一步地，所述硅铁合金孕育剂的粒度3—8mm。

本发明的球墨铸铁具有抗拉强度好，屈服强度大，硬度强，伸长率大的优点；且对制备球墨铸铁的设备要求不高，降低了设备的投入成本，从而也就相对降低了球墨铸铁的生产成本；另外本发明的制备方法，采用精选生铁、废钢熔化作为配料，将废钢再次利用，使资源循环利用，节省了资源，降低了生产成本。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进一步说明。

一种球墨铸铁，其成分及重量百分比分别为，C：3.5-3.6%，Si：2.5-2.6%，Mn：0.2-0.3%，S≤0.025%，P≤0.06%，Cu:0.25-0.30%，Mg:0.03-0.06%，Sn≤0.005%，Sb≤0.005%，Al≤0.015%，余量为Fe。

实施例一，球墨铸铁成分及重量百分比分别为，C：3.5%，Si：2.5%，Mn：0.2%，S：0.025%，P：0.06%，Cu:0.25%，Mg:0.03%，Sn：0.005%，Sb：0.005%，Al：0.015%，余量为Fe。

实施例二，球墨铸铁成分及重量百分比分别为，C：3.55%，Si：2.55%，Mn：0.25%，S：0.02%，P：0.05%，Cu:0.255%，Mg:0.04%，Sn：0.004%，Sb：0.004%，Al：0.01%，余量为Fe。

实施例三，球墨铸铁成分及重量百分比分别为，C：3.6%，Si：2.6%，Mn：0.3%，S：0.01%，P：0.04%，Cu:0.30%，Mg:0.06%，Sn：0.003%，Sb：0.003%，Al：0.005%，余量为Fe。

经过几次试验的结果如下表：

上表为在对采用本发明球墨铸铁铸造出的产品取样获得的多组数据，其中铸铁靠近和远离浇口是指铸造出产品的部位与浇口位置，从中可以得出各项性能均满足要求；本发明能够满足客户的要求，本发明的球墨铸铁的牌号为QT450-15，由于球墨铸铁QT450-15（铸态）在国内尚无此牌号，加之取样位置在热节部位，要求的又是本体的机械性能，经过几次试验检测结果基本满足了客户要求，已经批量供货。

球墨铸铁的制备方法，包括如下步骤，

第一步，配料：按重量百分比，精选生铁、废钢各50%，并加入炉中进行加热熔化为铁水；如配料总重量为1吨，精选生铁、废钢各位500kg；这里的精选生铁是下面几种成分含量在以下范围内，Mn<0.3%，P<0.06%，S<0.03%。这样制备出球墨铸铁才能达到要求。

第二步，预处理：在炉中铁水总重熔化一半后，向铁水中添加占铁水总重量0.1-0.15%的硅铁基或石墨基预处理剂，对铁水进行预处理；预处理剂的加入可以提高球化效率。

第三步，脱硫：将炉中铁水温度加热到1470-1490℃，将炉中铁水倒入铁水包中采用冲入法进行铁水脱硫；脱硫可以提高球化率，延迟球化衰退。这里的冲入法是在铁水倾倒时，用铁锨或其他添加工具随流加入脱硫剂对铁水脱硫，这里的脱硫为本领域的常规用剂。

第四步，球化孕育：将铁水包中的铁水再倒回炉中升温，至1470-1490℃出炉进行球化，加入的球化剂为占铁水总重量1.3-1.5%的稀土硅铁镁合金球化剂；再将占铁水总重量0.3—0.5%硅铁合金孕育剂覆盖在球化剂上进行初步孕育；再将炉中的铁水出到铁水包中，当出的铁水达到3/4时，用工具去除漂浮在铁水上面的铁水渣，净化铁水，剩余1/4随流添加占铁水总重量0.3—0.5%的第二种孕育剂，最终出到铁水包中；这里的第二孕育剂包含的成分及含量为Si：72-78%,Ca：1.0-2.0%,Ba:2.0-3.0%,Al:0-1.5%。

第五步，浇注成型，铁水浇注的温度为1360-1380℃，并随流添加占铁水总重量0.13-0.17%的随流孕育剂进行浇注，浇注后形成球墨铸铁块。这里采用的随流孕育剂包含成分及含量为Si：70-76%，Ca：0.75-1.25%，Ce：1.50-2.00%，Al：0.75-1.25%。

上述制备过程中，Mn、Cu的总量控制在占铁水总重量的0.45-0.60%。可以提高产品的延伸率。控制铜锰总量可以分别按两者的成分范围控制。

所述随流孕育剂的粒度是0.1-0.75mm，具体可为0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.75。硅铁合金孕育剂的粒度3—8mm，具体可为3mm，4mm，5mm，6mm，7mm，8mm，充分促进铁水的孕育。

球墨铸铁的制备方法的实施例一，包括如下步骤，

第一步，配料：按重量百分比，精选生铁、废钢各50%，并加入炉中进行加热熔化为铁水；

第二步，预处理：在炉中铁水总重熔化一半后，向铁水中添加占铁水总重量0.1%的石墨基预处理剂，对铁水进行预处理；预处理剂的加入可以提高球化效率。

第三步，脱硫：将炉中铁水温度加热到1470℃，将炉中铁水倒入铁水包中采用冲入法进行铁水脱硫；脱硫可以提高球化率，延迟球化衰退。

第四步，球化孕育：将铁水包中的铁水再倒回炉中升温，至1470℃出炉进行球化，加入的球化剂为占铁水总重量1.3%的稀土硅铁镁合金球化剂；再将占铁水总重量0.3%硅铁合金孕育剂覆盖在球化剂上进行初步孕育；再将炉中的铁水出到铁水包中，当出的铁水达到3/4时，用工具去除漂浮在铁水上面的铁水渣，净化铁水，剩余1/4随流添加占铁水总重量0.3%的第二种孕育剂，最终出到铁水包中；

第五步，浇注成型，铁水浇注的温度为1360℃，并随流添加占铁水总重量0.13%的随流孕育剂进行浇注。

球墨铸铁的制备方法的实施例二，包括如下步骤，

第一步，配料：按重量百分比，精选生铁、废钢各50%，并加入炉中进行加热熔化为铁水；

第二步，预处理：在炉中铁水总重熔化一半后，向铁水中添加占铁水总重量0.15%的硅铁基预处理剂，对铁水进行预处理；预处理剂的加入可以提高球化效率。

第三步，脱硫：将炉中铁水温度加热到1490℃，将炉中铁水倒入铁水包中采用冲入法进行铁水脱硫；

第四步，球化孕育：将铁水包中的铁水再倒回炉中升温，至1490℃出炉进行球化，加入的球化剂为占铁水总重量1.5%的稀土硅铁镁合金球化剂；再将占铁水总重量0.5%硅铁合金孕育剂覆盖在球化剂上进行初步孕育；再将炉中的铁水出到铁水包中，当出的铁水达到3/4时，用工具去除漂浮在铁水上面的铁水渣，净化铁水，剩余1/4随流添加占铁水总重量0.5%的第二种孕育剂，最终出到铁水包中；

第五步，浇注成型，铁水浇注的温度为1380℃，并随流添加占铁水总重量0.17%的随流孕育剂进行浇注。

球墨铸铁的制备方法的实施例三，包括如下步骤，

第一步，配料：按重量百分比，精选生铁、废钢各50%，并加入炉中进行加热熔化为铁水；

第二步，预处理：在炉中铁水总重熔化一半后，向铁水中添加占铁水总重量0.125%的硅铁基或石墨基预处理剂，对铁水进行预处理；

第三步，脱硫：将炉中铁水温度加热到1480℃，将炉中铁水倒入铁水包中采用冲入法进行铁水脱硫；

第四步，球化孕育：将铁水包中的铁水再倒回炉中升温，至1480℃出炉进行球化，加入的球化剂为占铁水总重量1.4%的稀土硅铁镁合金球化剂；再将占铁水总重量0.4%硅铁合金孕育剂覆盖在球化剂上进行初步孕育；再将炉中的铁水出到铁水包中，当出的铁水达到3/4时，用工具去除漂浮在铁水上面的铁水渣，净化铁水，剩余1/4随流添加占铁水总重量0.4%的第二种孕育剂，最终出到铁水包中；

第五步，浇注成型，铁水浇注的温度为1370℃，并随流添加占铁水总重量0.15%的随流孕育剂进行浇注。

Claims (8)

1.一种球墨铸铁，其特征在于，其成分及重量百分比分别为，C：3.5-3.6%，Si：2.5-2.6%，Mn：0.2-0.3%，S≤0.025%，P≤0.06%，Cu:0.25-0.30%，Mg:0.03-0.06%，Sn≤0.005%，Sb≤0.005%，Al≤0.015%，余量为Fe。

2.根据权利要求1所述的球墨铸铁，其特征在于，球墨铸铁成分及重量百分比分别为，C：3.5%，Si：2.5%，Mn：0.2%，S：0.025%，P：0.06%，Cu:0.25%，Mg:0.03%，Sn：0.005%，Sb：0.005%，Al：0.015%，余量为Fe。

3.根据权利要求1所述的球墨铸铁，其特征在于，球墨铸铁成分及重量百分比分别为，C：3.55%，Si：2.55%，Mn：0.25%，S：0.02%，P：0.05%，Cu:0.255%，Mg:0.04%，Sn：0.004%，Sb：0.004%，Al：0.01%，余量为Fe。

4.根据权利要求1所述的球墨铸铁，其特征在于，球墨铸铁成分及重量百分比分别为，C：3.6%，Si：2.6%，Mn：0.3%，S：0.01%，P：0.04%，Cu:0.30%，Mg:0.06%，Sn：0.003%，Sb：0.003%，Al：0.005%，余量为Fe。

5.上述球墨铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，

第一步，配料：按重量百分比，精选生铁、废钢各50%，并加入炉中进行加热熔化为铁水；

第二步，预处理：在炉中铁水总重熔化一半后，向铁水中添加占铁水总重量0.1-0.15%的硅铁基或石墨基预处理剂，对铁水进行预处理；

第三步，脱硫：将炉中铁水温度加热到1470-1490℃，将炉中铁水倒入铁水包中采用冲入法进行铁水脱硫；

第四步，球化孕育：将铁水包中的铁水再倒回炉中升温，至1470-1490℃出炉进行球化，加入的球化剂为占铁水总重量1.3-1.5%的稀土硅铁镁合金球化剂；再将占铁水总重量0.3—0.5%硅铁合金孕育剂覆盖在球化剂上进行初步孕育；再将炉中的铁水出到铁水包中，当出的铁水达到3/4时，用工具去除漂浮在铁水上面的铁水渣，净化铁水，剩余1/4随流添加占铁水总重量0.3—0.5%的第二种孕育剂，最终出到铁水包中；

第五步，浇注成型，铁水浇注的温度为1360-1380℃，并随流添加占铁水总重量0.13-0.17%的随流孕育剂进行浇注。

6.根据权利要求5所述的球墨铸铁的制备方法，其特征在于，上述制备过程中，Mn、Cu的总量控制在占铁水总重量的0.45-0.60%。

7.根据权利要求5所述的球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述随流孕育剂的粒度是0.1-0.75mm。

8.根据权利要求5所述的球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述硅铁合金孕育剂的粒度3—8mm。