CN103556041A

CN103556041A - 一种含铌富硅球墨铸铁的制备方法

Info

Publication number: CN103556041A
Application number: CN201310521664.8A
Authority: CN
Inventors: 段文良
Original assignee: Qingdao Liang Lijingzhu Co Ltd
Current assignee: Qingdao Liang Lijingzhu Co Ltd
Priority date: 2013-10-30
Filing date: 2013-10-30
Publication date: 2014-02-05

Abstract

本发明公开了一种含铌富硅球墨铸铁制备方法，质量百分比为：C：2.9～3.4%，Si：4.3～4.8%，Mn：0.1～1.0%，P：0.01～0.04%，S：0.O1%，Mg：0.05～0.1%，Cr：0～0.2%，Cu：0～1.0%，Nb：0～0.6%，Ce：0.02～0.03%，余量为Fe以及不可避免的微量元素；通过原料熔炼、球化处理、孕育处理后制得；用本发明的方法所制备的含铌富硅球墨铸铁，球化率80%以上，石墨球均匀分布。使含铌富硅球墨铸铁的疲劳强度、抗弯强度、弹性模量有一定的提高；同时有利于屏蔽石墨孔洞，在镀膜时膜覆盖球墨的能力明显优于普通球铁，可以采用薄的过渡层，膜基结合强度高，与PVD或过渡层的结合性能也更好。

Description

一种含铌富硅球墨铸铁的制备方法

技术领域

本发明涉及一种球墨铸铁的制备方法，特别是一种含铌富硅球墨铸铁制备方法。

背景技术

柴油机目前发展的方向除趋向于高转速、大功率外，还需要具有优良的节能、减排功能，在对柴油机关键零部件活塞环表面处理技术提出更高要求的同时，其相应基材的耐磨、耐热、耐蚀、可表面处理性能也同步要求不断提高。传统的活塞环表面镀铬处理技术则具有工序复杂、对环境污染影响大等缺点，而PVD的应用替代了传统的镀铬技术，不但避免了对环境的污染，而且提高了活塞环外圆工作面的使用寿命。

球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，己应用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、弹性模量要求较高的零部件上，但球墨铸铁在表面无耐磨涂层时，其耐磨性不如合金铸铁。球铁环PVD涂层主要用于外圆面，对活塞环外圆面的耐磨性及耐蚀性有了较大的提高，但是现有的球墨铸铁活塞环自身的耐磨性、耐热性与PVD技术不能很好匹配和相容，成为提高活塞环性能的最大障碍。解决这一问题的办法有二，一是闪镀，提高耐磨性，但耐热性没有提高；二是提升球墨铸铁本身的耐磨性和耐热性。闪镀因为工序复杂及成本较高，同时闪镀使用的镀铬方法还涉及环保问题，不能满足现代化绿色工艺的要求，因此研发一种热稳定性及耐磨性更高的球墨铸铁，为PVD技术提供新的基材才是解决问题的关键。

发明内容

本发明的目的在于提供一种含铌富硅球墨铸铁，该球墨铸铁用于PVD基材时与PVD技术可以良好的匹配和相容。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种含铌富硅球墨铸铁制备方法，含铌富硅球墨铸铁的质量百分比为：C：2.9～3.4%，Si：4.3～4.8%，Mn：0.1～1.0%，P：0.01～0.04%，S：0.O1%，Mg：0.05～0.1%，Cr：0～0. 2% ，Cu：0～1 .0%，Nb：0～0. 6%，Ce ：0. 02～0. 03%，余量为Fe以及不可避免的微量元素；

所述含铌富硅球墨铸铁通过如下方法制得：

(1)原料熔炼：按预定配方称取含铌富硅球墨铸铁原料生铁、回炉料、废钢，放置到中频炉中熔炼，熔炼过程中保证铁水温度为1420⁰～1540⁰，熔炼后检测铁水中各元素含量并调整各元素含量直至符合配方要求，加入适量sic调整炉内C、Si含量，待铁水包中铁水量达到所需重量时出铁进行球化处理；

(2)球化处理；铁水温度升至1580⁰时，将铁水倒入铁水包，加入铁水质量0.8～1.0%的球化剂进行球化处理，完毕后对铁水进行扒渣；

(3)孕育处理；加入铁水质量0.8～1.0%的锶硅孕育剂进行孕育处理；

(4)浇铸。

所述球化剂的组成成分为：Mg：5～8%，Re：0.3～1.5%，Si：40～46%，Ca：1～3%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。

所述锶硅孕育剂的组成成分为：Mn：0.15%，Si：60～65%，Ba：1.5～2%，Ca：2～3%，Re：0.5～1%，Ti：0.05～0.15%，Si0.7～1%，Cu：2～3%，Fe：20.01～21.83%，除气剂：0～4%，助熔剂：0～4%，余量为不可避免的微量元素。

本发明的有益效果是：用本发明的制备方法所制备的含铌富硅球墨铸铁，球化率80%以上，石墨球均匀分布。使含铌富硅球墨铸铁的疲劳强度、抗弯强度、弹性模量有一定的提高；同时，由于球墨球径为普通球铁的1/2，有利于屏蔽石墨孔洞，在镀膜时膜覆盖球墨的能力明显优于普通球铁，可以采用薄的过渡层，膜基结合强度高，与PVD或过渡层的结合性能也更好。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本发明作进一步地说明。

本发明的含铌富硅球墨铸铁主要构成元素为：C、Si、Mn、P、S、Mg、Cr、Cu、Nb、Ce，上述元素的原料来自于含铌富硅球墨铸铁原料生铁、回炉料、废钢。回炉料是指在冶炼本发明的含铌富硅球墨铸铁后产生的废铸件，利用回炉料作为再次冶炼球墨铸铁的原料能节约成本，达到循环利用的效果。

实施例1：

本实施例中含铌富硅球墨铸铁的质量百分比为：C：2.9%，Si：4.3%，Mn：0.1%，P：0.01%，S：0.O1%，Mg：0.05%，Cr：0. 05% ，Cu：0. 4%，Nb：0. 2%，Ce ：0. 02%，余量为Fe以及不可避免的微量元素；

实施例2：

本实施例中含铌富硅球墨铸铁的质量百分比为：C：3.4%，Si：4.8%，Mn：1.0%，P：0.04%，S：0.O1%，Mg：0.1%，Cr：0. 1% ，Cu：0 .6%，Nb：0. 4%，Ce ：0. 025%，余量为Fe以及不可避免的微量元素；

实施例3：

本实施例中含铌富硅球墨铸铁的质量百分比为C：3.4%，Si：4.8%，Mn：1.0%，P：0.04%，S：0.O1%，Mg：0.1%，Cr：0. 2% ，Cu：1 .0%，Nb：0. 6%，Ce ：0. 03%，余量为Fe以及不可避免的微量元素；

上述含铌富硅球墨铸铁通过如下方法制得：

(4)浇铸。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本实发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种含铌富硅球墨铸铁制备方法，其特征在于：含铌富硅球墨铸铁的质量百分比为：C：2.9～3.4%，Si：4.3～4.8%，Mn：0.1～1.0%，P：0.01～0.04%，S：0.O1%，Mg：0.05～0.1%，Cr：0～0. 2% ，Cu：0～1 .0%，Nb：0～0. 6%，Ce ：0. 02～0. 03%，余量为Fe以及不可避免的微量元素；

所述含铌富硅球墨铸铁通过如下方法制得：

(4)浇铸。

2.根据权利要求1所述的含铌富硅球墨铸铁制备方法，其特征在于：含铌富硅球墨铸铁的质量百分比为：C：3.0%，Si：4.5%，Mn：0.5%，P：0.02%，S：0.O1%，Mg：0.1%，Cr：0. 1% ，Cu：0 .5%，Nb：0. 3%，Ce ：0. 025%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。

3.根据权利要求1所述的含铌富硅球墨铸铁制备方法，其特征在于：所述球化剂的组成成分为：Mg：5～8%，Re：0.3～1.5%，Si：40～46%，Ca：1～3%，余量为Fe以及不可避免的微量元素。

4.根据权利要求1所述的含铌富硅球墨铸铁制备方法，其特征在于：所述锶硅孕育剂的组成成分为：Mn：0.15%，Si：60～65%，Ba：1.5～2%，Ca：2～3%，Re：0.5～1%，Ti：0.05～0.15%，Si0.7～1%，Cu：2～3%，Fe：20.01～21.83%，除气剂：0～4%，助熔剂：0～4%，余量为不可避免的微量元素。