CN104878274A - 高强度蠕铁熔炼方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了高强度蠕铁熔炼方法，首先，炉料熔清；其次，熔清后取样分析并放渣，再加入硅铁、锰铁、钼铁和铜合金调整铁水化学成分；然后，蠕化包内放置蠕化剂，铁水包内铁水浇注入蠕化包进行蠕化处理；接着，蠕化结束后，加入孕育剂和覆盖剂进行孕育处理；最后，浇注，得高强度蠕铁，蠕铁的抗拉强度≥400Mpa，延伸率≥1.0%，本体蠕化率≥75%，珠光体含量≥35%。本发明采用蠕化剂、孕育剂和覆盖剂生产蠕墨铸铁，反应过程平稳，不剧烈沸腾，蠕化剂吸收率高，加入量小，化学成分偏析度小，温降小，便于控制浇注温度，提高了操作性和安全性。

Description

高强度蠕铁熔炼方法

技术领域

本发明涉及铁的熔炼方法，具体涉及一种高强度蠕铁熔炼方法。

背景技术

近20年来，科研人员对蠕铁用于汽车的发动机箱体和火车的制动器等方面进行了卓有成效的研制工作，并取得了一定的科研成果。

与灰铸铁相比，蠕铁的强度和耐磨性有大幅度的提升；与铸钢相比，蠕铁的导热性，耐磨性有明显的优势；而与高强度铝合金相比，蠕铁有很好的抗震性和经济性。

蠕铁抗拉强度可达到350-450Mpa，而且高温强度蠕铁也比灰铁高得多。蠕铁的热导率介于灰铁与球铁之间，而且蠕化率越高，越接近于灰铁。蠕铁碳当量高于灰铁，即含有更多导热性优良的石墨；蠕铁中石墨又是相互联结，不象球状石墨各自孤立，虽然蠕铁共晶团之间的石墨不象灰铁那样也相互交织，但由于蠕铁的共晶团数量不多（通常1cm长度上灰铁共晶团数为10-20个、蠕铁为20-50个、球铁为100-200个），因此蠕铁仍有良好的导热性。

蠕铁摩擦表面三维形貌特征不同于球铁与灰铁，球铁与灰铁的摩擦表面主要以切削形成的犁沟-山脊形貌为主要特征，只是灰铁的犁沟宽而较深，球铁犁沟窄而较浅，但蠕铁则以剥落形成的剥落坑-孤岛形突出峰为主要特征，无明显的切削犁沟。蠕铁具有较好的耐磨性。但是，国内蠕铁的生产一直没有质量稳定的熔炼方法。

发明内容

本发明的目的是：提供一种高强度蠕铁熔炼方法，采用该熔炼方法得到的蠕铁具有高强度、高导热性，且稳定性好。

本发明的技术解决方案是：首先，炉料熔清；其次，熔清后取样分析并放渣，再加入硅铁、锰铁、钼铁和铜合金调整铁水化学成分；然后，蠕化包内放置蠕化剂，铁水包内铁水浇注入蠕化包进行蠕化处理；接着，蠕化结束后，加入孕育剂和覆盖剂进行孕育处理；最后，浇注，得高强度蠕铁，蠕铁的抗拉强度≥400Mpa，延伸率≥1.0%，本体蠕化率≥75%，珠光体含量≥35%。

其中，炉料由回炉料、废钢和生铁组成，回炉料占炉料总量的30%。

其中，铁水化学成分控制为：碳3.3～3.8%，硅2.2～2.8%，锰0.60～0.90%，磷≤0.07%，硫≤0.05%，铬0.95～1.10%，铜0.50～0.80%，钼0.20～0.30%，钛≤0.19%，镁0.010～0.040%，RE 0.010～0.035%，其余为铁。

其中，蠕化剂量为铁水量的0.45-0.65%，孕育剂为铁水量的 0.55-0.65  %，覆盖剂为铁水量的 0.25-0.40 %。

其中，铁水包内铁水浇注入蠕化包的出铁温度为1500-1550℃，浇注整包铁水的3/5进行蠕化处理。

其中，孕育处理时，继续浇注整包铁水余下的2/5。

其中，孕育处理后，最后浇注温度控制在1400-1450℃。

其中，该熔炼方法包括以下步骤：

（1）配料：在1T中频炉中加入称好的炉料，炉料由回炉料、废钢和生铁组成，回炉料占炉料总量的30%；

（2）熔清：送电熔化炉料，炉料熔化后充分搅拌熔池，取样分析并放渣，加入硅铁、锰铁、钼铁和铜合金调整铁水化学成分，铁水化学成分控制为：碳3.3～3.8%，硅2.2～2.8%，锰0.60～0.90%，磷≤0.07%，硫≤0.05%，铬0.95～1.10%，铜0.50～0.80%，钼0.20～0.30%，钛≤0.19%，镁0.010～0.040%，RE 0.010～0.035%，其余为铁；

（3）蠕化：蠕化包内放置铁水量的 0.45-0.65%的蠕化剂，铁水包内3/5铁水浇注入蠕化包进行蠕化处理，铁水包内铁水浇注入蠕化包的出铁温度为1500-1550℃；

（4）孕育：蠕化结束后，加入铁水量的0.55-0.65%的孕育剂和铁水量的0.25-0.40%的覆盖剂，继续浇注整包铁水余下的2/5进行孕育处理；

（5）浇注：孕育处理后，浇注得高强度蠕铁，浇注温度控制在1400-1450℃。

本发明具有以下优点：

1、采用蠕化剂、孕育剂和覆盖剂生产蠕墨铸铁，反应过程平稳，不剧烈沸腾，蠕化剂吸收率高，加入量小，化学成分偏析度小，温降小，便于控制浇注温度，提高操作性和安全性。

2、高强度蠕铁熔炼方法蠕化率高，相对于传统球化剂加钛铁和蠕化剂加孕育剂的熔炼工艺而言，蠕化率高且稳定，金相组织及性能相对稳定，熔炼工艺过程控制难度相对减小。

3、采用该熔炼方法得到的蠕铁的机械性能好，蠕铁的抗拉强度≥400Mpa，延伸率≥1.0%。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步说明本发明的技术解决方案，这些实施例不能理解为是对技术方案的限制。

实施例1：依以下具体步骤生产蠕铁

（1）配料：在1T中频炉中加入称好的炉料，炉料由回炉料、废钢和生铁组成，回炉料占炉料总量的30%；

（2）熔清：送电熔化炉料，炉料熔化后充分搅拌熔池，取样分析并放渣，加入硅铁、锰铁、钼铁和铜合金调整铁水化学成分，铁水化学成分控制为：碳3.3%，硅2.2%，锰0.60%，磷≤0.07%，硫≤0.05%，铬0.95%，铜0.50%，钼0.20%，钛≤0.19%，镁0.010%，RE 0.010%，其余为铁；

（3）蠕化：蠕化包内放置铁水量的 0.45的蠕化剂，铁水包内3/5铁水浇注入蠕化包进行蠕化处理，铁水包内铁水浇注入蠕化包的出铁温度为1500℃；

（4）孕育：蠕化结束后，加入铁水量的0.55%的孕育剂和铁水量的0.25%的覆盖剂，继续浇注整包铁水余下的2/5进行孕育处理；

（5）浇注：孕育处理后，浇注得高强度蠕铁，浇注温度控制在1400℃。

实施例2：依以下具体步骤生产蠕铁

（1）配料：在1T中频炉中加入称好的炉料，炉料由回炉料、废钢和生铁组成，回炉料占炉料总量的30%；

（2）熔清：送电熔化炉料，炉料熔化后充分搅拌熔池，取样分析并放渣，加入硅铁、锰铁、钼铁和铜合金调整铁水化学成分，铁水化学成分控制为：碳3.5%，硅2.4%，锰0.70%，磷≤0.07%，硫≤0.05%，铬0.97%，铜0.60%，钼0.24%，钛≤0.19%，镁0.020%，RE 0.020%，其余为铁；

（3）蠕化：蠕化包内放置铁水量的 0.50%的蠕化剂，铁水包内3/5铁水浇注入蠕化包进行蠕化处理，铁水包内铁水浇注入蠕化包的出铁温度为1510℃；

（4）孕育：蠕化结束后，加入铁水量的0.60%的孕育剂和铁水量的0.30%的覆盖剂，继续浇注整包铁水余下的2/5进行孕育处理；

（5）浇注：孕育处理后，浇注得高强度蠕铁，浇注温度控制在1410℃。

实施例3：依以下具体步骤生产蠕铁

（1）配料：在1T中频炉中加入称好的炉料，炉料由回炉料、废钢和生铁组成，回炉料占炉料总量的30%；

（2）熔清：送电熔化炉料，炉料熔化后充分搅拌熔池，取样分析并放渣，加入硅铁、锰铁、钼铁和铜合金调整铁水化学成分，铁水化学成分控制为：碳3.6%，硅2.6%，锰0.80%，磷≤0.07%，硫≤0.05%，铬0.98%，铜0.70%，钼0.28%，钛≤0.19%，镁0.030%，RE 0.030%，其余为铁；

（3）蠕化：蠕化包内放置铁水量的  0.55%的蠕化剂，铁水包内3/5铁水浇注入蠕化包进行蠕化处理，铁水包内铁水浇注入蠕化包的出铁温度为1530℃；

（4）孕育：蠕化结束后，加入铁水量的 0.65%的孕育剂和铁水量的0.35%的覆盖剂，继续浇注整包铁水余下的2/5进行孕育处理；

（5）浇注：孕育处理后，浇注得高强度蠕铁，浇注温度控制在1430℃。

实施例4：依以下具体步骤生产蠕铁

（1）配料：在1T中频炉中加入称好的炉料，炉料由回炉料、废钢和生铁组成，回炉料占炉料总量的30%；

（2）熔清：送电熔化炉料，炉料熔化后充分搅拌熔池，取样分析并放渣，加入硅铁、锰铁、钼铁和铜合金调整铁水化学成分，铁水化学成分控制为：碳3.8%，硅2.8%，锰0.90%，磷≤0.07%，硫≤0.05%，铬1.10%，铜0.80%，钼0.30%，钛≤0.19%，镁0.040%，RE 0.035%，其余为铁；

（3）蠕化：蠕化包内放置铁水量的0.65%的蠕化剂，铁水包内3/5铁水浇注入蠕化包进行蠕化处理，铁水包内铁水浇注入蠕化包的出铁温度为1550℃；

（4）孕育：蠕化结束后，加入铁水量的 0.65%的孕育剂和铁水量的0.40 %的覆盖剂，继续浇注整包铁水余下的2/5进行孕育处理；

（5）浇注：孕育处理后，浇注得高强度蠕铁，浇注温度控制在1450℃。

  实施例1-4的蠕铁热处理后铸件机械性能标准见表1：

表1   机械性能及金相组织要求

 实施例1-4的蠕铁热处理后铸件机械性能及金相组织见表3：

表3机械性能及金相组织要求

 。

Claims (8)

1.高强度蠕铁熔炼方法，其特征在于：首先，炉料熔清；其次，熔清后取样分析并放渣，再加入硅铁、锰铁、钼铁和铜合金调整铁水化学成分；然后，蠕化包内放置蠕化剂，铁水包内铁水浇注入蠕化包进行蠕化处理；接着，蠕化结束后，加入孕育剂和覆盖剂进行孕育处理；最后，浇注，得高强度蠕铁，蠕铁的抗拉强度≥400Mpa，延伸率≥1.0%，本体蠕化率≥75%，珠光体含量≥35%。

2.根据权利要求1所述的高强度蠕铁熔炼方法，其特征在于：炉料由回炉料、废钢和生铁组成，回炉料占炉料总量的30%。

3.根据权利要求1所述的高强度蠕铁熔炼方法，其特征在于铁水化学成分控制为：碳3.3～3.8%，硅2.2～2.8%，锰0.60～0.90%，磷≤0.07%，硫≤0.05%，铬0.95～1.10%，铜0.50～0.80%，钼0.20～0.30%，钛≤0.19%，镁0.010～0.040%，RE 0.010～0.035%，其余为铁。

4.根据权利要求1所述的高强度蠕铁熔炼方法，其特征在于：蠕化剂量为铁水量的0.45-0.65%，孕育剂为铁水量的0.55-0.65%，覆盖剂为铁水量的0.25-0.40 %。

5.根据权利要求1所述的高强度蠕铁熔炼方法，其特征在于：铁水包内铁水浇注入蠕化包的出铁温度为1500-1550℃，浇注整包铁水的3/5进行蠕化处理。

6.根据权利要求1所述的高强度蠕铁熔炼方法，其特征在于：孕育处理时，继续浇注整包铁水余下的2/5。

7.根据权利要求1所述的高强度蠕铁熔炼方法，其特征在于：孕育处理后，最后浇注温度控制在1400-1450℃。

8.根据权利要求1所述的高强度蠕铁熔炼方法，其特征在于：该熔炼方法包括以下步骤：

（1）配料：在1T中频炉中加入称好的炉料，炉料由回炉料、废钢和生铁组成，回炉料占炉料总量的30%；

（2）熔清：送电熔化炉料，炉料熔化后充分搅拌熔池，取样分析并放渣，加入硅铁、锰铁、钼铁和铜合金调整铁水化学成分，铁水化学成分控制为：碳3.3～3.8%，硅2.2～2.8%，锰0.60～0.90%，磷≤0.07%，硫≤0.05%，铬0.95～1.10%，铜0.50～0.80%，钼0.20～0.30%，钛≤0.19%，镁0.010～0.040%，RE 0.010～0.035%，其余为铁；

（3）蠕化：蠕化包内放置铁水量的0.45-0.65%的蠕化剂，铁水包内3/5铁水浇注入蠕化包进行蠕化处理，铁水包内铁水浇注入蠕化包的出铁温度为1500-1550℃；

（4）孕育：蠕化结束后，加入铁水量的0.55-0.65%的孕育剂和铁水量的0.25-0.40%的覆盖剂，继续浇注整包铁水余下的2/5进行孕育处理；

（5）浇注：孕育处理后，浇注得高强度蠕铁，浇注温度控制在1400-1450℃。