CN103820701A - 铸态qt600-7球墨铸铁件的生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铸态QT600-7球墨铸铁件的生产工艺，属于铸造技术领域，选取Q10生铁、Q235废钢和回炉料，投入炉中熔炼成铁水；将Cu、Ni、RE-Mg球化剂和SiBaCa孕育剂放在铁水包底部，将熔炼后的所述铁水，倒入所述铁水包中进行球化；球化后的所述铁水转包时，随流加入粉末状SiBaCa孕育剂；将随流孕育后所述铁水浇注到铸型中，得到铸态QT600-7球墨铸铁件。本发明生产出的球墨铸铁件的材料强度≥600Mpa，伸长率≥7%，具备铁素体球墨铸铁高伸长率和珠光体球墨铸铁高强度的综合性能，珠光体含量为35%-60%，球化率为85%左右,实现了铸态600-7球墨铸铁件性能达标的稳定生产。
Description
技术领域
本发明属于铸造技术领域，尤其涉及一种铸态QT600-7球墨铸铁件的生产工艺。
背景技术
球墨铸铁是通过浇注时向铁水中加入一定量的球化剂进行球化处理而得到的，球化剂可使石墨呈球状结晶。为防止铁液球化处理后出现白口，必须进行孕育处理，使石墨球数量增加，球径减小，形状圆整，分布均均，显著改善其力学性能。同其他铸铁相比，球墨铸铁强度、塑性、韧性高、屈服强度也很高，但其凝固时收缩率较大，铸件很容易出现组织疏松、缩孔等缺陷。
高铁用刹车系统制动单元支架等铸造零件要求使用铸态QT600-7球墨铸铁材料（强度≥600Mpa，伸长率≥7%），该材料要求具备铁素体球墨铸铁高伸长率和珠光体球墨铸铁高强度的综合性能。从我国和国外的标准中规定的球墨铸铁牌号看，随着强度指标的提高，伸长率指标大大降低，因此要生产出满足QT600-7材料要求的球墨铸铁件，无法采用国内外的标准牌号材料和成熟的工艺参数。
目前，铸态QT600-7球墨铸铁件的生产主要是利用生铁和回炉料熔融后进行球化处理而得，其铸造材料均以生铁为主，成本较高，并且由于其生产工艺不成熟，导致生产出的球墨铸铁件组织疏松，从而引起材料性能下降，导致生产不稳定。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种铸态QT600-7球墨铸铁件的生产工艺，以解决现有工艺生产出的球墨铸铁件不仅成本高，而且组织疏松引起材料性能下降，导致生产不稳定的技术问题。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：铸态QT600-7球墨铸铁件的生产工艺，包括以下步骤：
（1）熔炼：选取重量百分比含量为20%-50%的Q10生铁、重量百分比含量为10%-30%的Q235废钢和重量百分比含量为20%-70%的回炉料，投入炉中熔炼成铁水；
（2）球化：将重量百分比含量为0.3%-1.2%的Cu、重量百分比含量为0.1%-0.6%的Ni、重量百分比含量为0.8%-1.5%的RE-Mg球化剂和重量百分比含量为0.5%-1.5%的粒度为10mm的SiBaCa孕育剂放在铁水包底部，将熔炼后的所述铁水，倒入所述铁水包中进行球化；
（3）随流孕育：球化后的所述铁水转包时，随流加入重量百分比含量为0.2%-0.4%的粉末状SiBaCa孕育剂；
（4）浇注：将随流孕育后所述铁水浇注到铸型中，初始浇注温度T1=1400℃±10℃，浇注时长≤10min，得到铸态QT600-7球墨铸铁件。
作为一种改进，在步骤（2）中，将熔炼后的所述铁水，升温至1500℃-1600℃，然后倒入所述铁水包中进行球化。
作为一种改进，在步骤（2）中，所述RE-Mg球化剂中RE和Mg的重量百分比分别为RE3、Mg8。
作为一种改进，在步骤（4）中，所述铸型内设置有冷铁和发热冒口。
采用了上述技术方案后，本发明的有益效果是：本发明铸态QT600-7球墨铸铁件的生产工艺，通过熔炼步骤、球化步骤、随流孕育步骤和浇注步骤，生产出的球墨铸铁件的材料强度≥600Mpa，伸长率≥7%，具备铁素体球墨铸铁高伸长率和珠光体球墨铸铁高强度的综合性能，珠光体含量为35%-60%，球化率为85%左右，解决了现有工艺生产出的球墨铸铁件组织疏松所带来的的材料性能下降，因此实现了铸态600-7球墨铸铁件性能达标的稳定生产；并且铸造原材料采用了大量Q235废钢和回炉料，大大降低了生产成本。
由于所述铸型内设置有冷铁和发热冒口，冷铁可加速其与球墨铸铁件接触的部位在浇注过程中的冷却速度，使整个铸件接近于同时凝固，既可防止或减轻球墨铸铁件的变形，又可提高工艺出品率；发热冒口使得冒口内铁水凝固时间变长，延长补缩时间，提高了冒口对球墨铸铁件的补缩效率，通过冷铁与发热冒口相结合的工艺，进一步避免了球墨铸铁件出现组织疏松、缩孔等缺陷。
附图说明
图1是本发明实施例的工艺流程图；
图2是本发明实施例提供的高铁用刹车系统制动单元支架的结构示意图；
图中：1、支臂，2、横梁，3、冷铁，4、发热冒口。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，一种铸态QT600-7球墨铸铁件的生产工艺，包括以下步骤：
（1）熔炼：选取重量百分比含量为20%-50%的Q10生铁、重量百分比含量为10%-30%的Q235废钢和重量百分比含量为20%-70%的回炉料，优选的，所述回炉料为浇注系统的浇口、冒口及报废铸件中的任意一种或者其混合料，投入中频感应电炉中熔炼成铁水；
（2）球化：将重量百分比含量为0.3%-1.2%的Cu、重量百分比含量为0.1%-0.6%的Ni、重量百分比含量为0.8%-1.5%的RE-Mg球化剂和重量百分比含量为0.5%-1.5%的粒度为10mm的SiBaCa孕育剂放在1T铁水包底部，优选的，所述RE-Mg球化剂中RE和Mg的重量百分比分别为RE3、Mg8，将熔炼后的所述铁水，升温至1500℃-1600℃，然后倒入所述铁水包中进行球化；
（3）随流孕育：球化后的所述铁水转包时，随流加入重量百分比含量为0.2%-0.4%的粉末状SiBaCa孕育剂；
（4）浇注：将随流孕育后所述铁水浇注到铸型中，优选的，所述铸型内设置有冷铁和发热冒口，冷铁可加速其与球墨铸铁件接触的部位在浇注过程中的冷却速度，使整个铸件接近于同时凝固，既可防止或减轻球墨铸铁件的变形，又可提高工艺出品率；发热冒口使得冒口内铁水凝固时间变长，延长补缩时间，提高了冒口对球墨铸铁件的补缩效率，通过冷铁与发热冒口相结合的工艺，进一步避免了球墨铸铁件出现组织疏松、缩孔等缺陷，初始浇注温度T1=1400℃±10℃，浇注时长≤10min，得到铸态QT600-7球墨铸铁件。
如图2所示，以铸造高铁用刹车系统制动单元支架为例。该支架包括两相对设置的支臂1，两所述支臂1之间设有横梁2。该支架壁厚最厚的部位在支臂1的两端部和靠近中间部位。
实施例一
（1）熔炼：选取重量百分比含量为20%的Q10生铁、重量百分比含量为10%的Q235废钢和重量百分比含量为70%的回炉料，投入中频感应电炉中熔炼成铁水；
（2）球化：将重量百分比含量为0.3%的Cu、重量百分比含量为0.1%的Ni、重量百分比含量为0.8%的RE-Mg球化剂和重量百分比含量为0.5%的粒度为10mm的SiBaCa孕育剂放在1T铁水包底部，优选的，所述RE-Mg球化剂中RE和Mg的重量百分比分别为RE3、Mg8，将熔炼后的所述铁水，升温至1500℃，然后倒入所述铁水包中进行球化；
（3）随流孕育：球化后的所述铁水转包时，随流加入重量百分比含量为0.2%的粉末状SiBaCa孕育剂；
（4）浇注：将随流孕育后所述铁水浇注到铸型中，在铸型内对应每个支臂的两端部外侧位置处均设置冷铁3，在铸型内对应每个支臂上靠近中间位置的上方均设置发热冒口4，初始浇注温度T1=1390℃，浇注时长10min，得到铸态QT600-7球墨铸铁件。
实施例二
（1）熔炼：选取重量百分比含量为50%的Q10生铁、重量百分比含量为30%的Q235废钢和重量百分比含量为20%的回炉料，投入中频感应电炉中熔炼成铁水；
（2）球化：将重量百分比含量为1.2%的Cu、重量百分比含量为0.6%的Ni、重量百分比含量为1.5%的RE-Mg球化剂和重量百分比含量为1.5%的粒度为10mm的SiBaCa孕育剂放在1T铁水包底部，优选的，所述RE-Mg球化剂中RE和Mg的重量百分比分别为RE3、Mg8，将熔炼后的所述铁水，升温至1600℃，然后倒入所述铁水包中进行球化；
（3）随流孕育：球化后的所述铁水转包时，随流加入重量百分比含量为0.4%的粉末状SiBaCa孕育剂；
（4）浇注：将随流孕育后所述铁水浇注到铸型中，在铸型内对应每个支臂的两端部外侧位置处均设置冷铁3，在铸型内对应每个支臂上靠近中间位置的上方均设置发热冒口4，初始浇注温度T1=1400℃，浇注时长8min，得到铸态QT600-7球墨铸铁件。
实施例三
（1）熔炼：选取重量百分比含量为30%的Q10生铁、重量百分比含量为20%的Q235废钢和重量百分比含量为50%的回炉料，投入中频感应电炉中熔炼成铁水；
（2）球化：将重量百分比含量为0.7%的Cu、重量百分比含量为0.4%的Ni、重量百分比含量为1.1%的RE-Mg球化剂和重量百分比含量为1%的粒度为10mm的SiBaCa孕育剂放在1T铁水包底部，优选的，所述RE-Mg球化剂中RE和Mg的重量百分比分别为RE3、Mg8，将熔炼后的所述铁水，升温至1560℃，然后倒入所述铁水包中进行球化；
（3）随流孕育：球化后的所述铁水转包时，随流加入重量百分比含量为0.3%的粉末状SiBaCa孕育剂；
（4）浇注：将随流孕育后所述铁水浇注到铸型中，在铸型内对应每个支臂的两端部外侧位置处均设置冷铁3，在铸型内对应每个支臂上靠近中间位置的上方均设置发热冒口4，初始浇注温度T1=1410℃，浇注时长3min，得到铸态QT600-7球墨铸铁件。
本发明铸态QT600-7球墨铸铁件的生产工艺，通过熔炼步骤、球化步骤、随流孕育步骤和浇注步骤，生产出的球墨铸铁件的材料强度≥600Mpa，伸长率≥7%，具备铁素体球墨铸铁高伸长率和珠光体球墨铸铁高强度的综合性能，珠光体含量为35%-60%，球化率为85%左右，解决了现有工艺生产出的球墨铸铁件组织疏松所带来的的材料性能下降，因此实现了铸态600-7球墨铸铁件性能达标的稳定生产；并且铸造原材料采用了大量Q235废钢和回炉料，大大降低了生产成本。
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，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.铸态QT600-7球墨铸铁件的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
（1）熔炼：选取重量百分比含量为20%-50%的Q10生铁、重量百分比含量为10%-30%的Q235废钢和重量百分比含量为20%-70%的回炉料，投入炉中熔炼成铁水；
（2）球化：将重量百分比含量为0.3%-1.2%的Cu、重量百分比含量为0.1%-0.6%的Ni、重量百分比含量为0.8%-1.5%的RE-Mg球化剂和重量百分比含量为0.5%-1.5%的粒度为10mm的SiBaCa孕育剂放在铁水包底部，将熔炼后的所述铁水，倒入所述铁水包中进行球化；
（3）随流孕育：球化后的所述铁水转包时，随流加入重量百分比含量为0.2%-0.4%的粉末状SiBaCa孕育剂；
（4）浇注：将随流孕育后所述铁水浇注到铸型中，初始浇注温度T1=1400℃±10℃，浇注时长≤10min，得到铸态QT600-7球墨铸铁件。
2.根据权利要求1所述的铸态QT600-7球墨铸铁件的生产工艺，其特征在于，在步骤（2）中，将熔炼后的所述铁水，升温至1500℃-1600℃，然后倒入所述铁水包中进行球化。
3.根据权利要求1所述的铸态QT600-7球墨铸铁件的生产工艺，其特征在于，在步骤（2）中，所述RE-Mg球化剂中RE和Mg的重量百分比分别为RE3、Mg8。
4.根据权利要求1所述的铸态QT600-7球墨铸铁件的生产工艺，其特征在于，在步骤（4）中，所述铸型内设置有冷铁和发热冒口。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Production process of as-cast QT600-7 ductile iron castings Effective date of registration: 20220728 Granted publication date: 20160302 Pledgee: Postal Savings Bank of China Limited Anqiu sub branch Pledgor: SHANDONG QIU CHEN MACHINERY MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2022980011508 |
|
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20230811 Granted publication date: 20160302 Pledgee: Postal Savings Bank of China Limited Anqiu sub branch Pledgor: SHANDONG QIU CHEN MACHINERY MANUFACTURING Co.,Ltd. Registration number: Y2022980011508 |