CN105063465A - 一种球墨铸铁壳体的配方及其铸造工艺 - Google Patents

Abstract

一种球墨铸铁壳体的配方及其铸造工艺，用以改善球墨铸铁壳体铸件内部存在的缩松缺陷。一种球墨铸铁壳体的配方，其特征在于：其质量百分比为：C：3.0%-3.5%；Si：1.8%-2.3%；Mn≤0.4%；P≤0.08%；S≤0.005%；Mg：0.04-0.06%；CE：3.6-4.26%。在铸造过程中采用如下球化方法：第一步：将铁水倒入球化包；第二步：将镁从6处加入第一步所述的球化包中，密封球化包，翻转球化包，开始球化反应；第三步：待球化反应完成后，将铁水倒入浇注炉，开始浇注。本发明的有益效果在于：通过对球墨铸铁壳体配方的调整，配合相应的铸造工艺的改进，使产品的力学性能得到了改善，该产品材料的抗拉性能提高了8.7%，延伸率同时也提高了3.2%，提高了材料的流动性，冒口的补缩作用得到了增强，产品发生缩松的比率大幅下降。

Description

一种球墨铸铁壳体的配方及其铸造工艺

技术领域

本发明涉及球墨铸铁铸造领域，特别涉及到一种球墨铸铁壳体的配方以及针对该配方的铸造工艺，用来改善球墨铸铁壳体铸件内部存在的缩松缺陷。

背景技术

球墨铸铁自1943年发明以来，由于其具有良好的力学性能：在拥有高的抗拉强度的同时也具有良好的延伸率。因此球墨铸铁在机械行业中得到了广泛的应用，用来制造那些受力较大，承受交变载荷的零件。

之前的球墨铸铁壳体生产采用的成份为C：3.6%-4.0%，Si：2.4%-3.2%，Mn≤0.6%，P≤0.08%，S：0.008%-0.025%，球化方法为冲入法，采用稀土镁硅铁球化剂孕育剂加入量0.5%-0.8%，分多次孕育，浇注温度在1360℃-1400℃。虽然采用以上所述铸造方法生产球墨铸铁拥有较好的力学性能，但是在其铸造过程中，由于其凝固方式为糊状凝固，导致其流动性较差，在一些冒口补缩距离较远或困难的地方，经常会产生缩松缺陷。缩松缺陷将导致零件报废或者在使用中发生泄露或者断裂，其一方面造成生产成本的增加，另一方面会导致出现安全问题，直接降低了公司的竞争力和信誉。

发明内容

本发明是为了解决现有球墨产品中存在的缩松缺陷，提高零件成品率，降低生产成本，增强企业竞争力的一种球墨铸铁壳体的配方及其铸造工艺，用以改善球墨铸铁壳体铸件内部存在的缩松缺陷。

为了解决上述问题，本发明提供的一种球墨铸铁壳体的配方及其铸造工艺采用了如下的技术方案：

一种球墨铸铁壳体的配方，其特征在于：其质量百分比为：C:3.0%-3.5%；Si:1.8%-2.3%；Mn≤0.4%；P≤0.08%；S≤0.005%；Mg：0.04-0.06%；CE:3.6-4.26%。

本发明针对该种球墨铸铁壳体的配方提供铸造工艺主要采用如下球化方法和孕育方法：

球化方法：主要采用纯镁（Mg）球化：

第一步:将铁水倒入球化包；

第二步:将Mg块从6处加入第一步所述的球化包中，密封球化包，翻转球化包，开始球化反应；第三步：待球化反应完成后，将铁水倒入浇注炉，开始浇注；采用此种球化方式可以使Mg的吸收率达到40%以上，减少了纯Mg的加入量，同时铁水中的MgO含量也相应较少，因此此种方法也有利于减少缩松的产生，同时由于纯Mg比球化剂便宜，也降低了生产成本。

孕育方法：

1)在整个生产过程中孕育剂只加入1次，当铁水倒入浇注包浇注时孕育剂随铁水一起倒入浇口盆中；

2）孕育剂的加入量为0.35%。

3）采用了德国进口的特种孕育剂，这种孕育剂能在加入量较少的情况下保证孕育效果，又不会带来铁水中共晶团数的大量增加，而较少的共晶团数量能够减小产品中缩松发的发生。

4）采用了保温炉进行浇注。保温炉能够对完成球化倒入保温炉的铁水持续加热或保温，使铁水保持在一定的温度范围，在生产壳体时，将保温温度设定为1440℃-1460℃，相比之前，铁水提高了40℃，在如此高的温度下，经过浇注进入型腔的铁水的流动性得到了提高，冒口的补缩作用得到了增强，因此减小了产品缩松缺陷的发生。

本发明的有益效果在于：通过对球墨铸铁配方的调整，配合相应的铸造工艺的改进，使产品的力学性能得到了较大的提升（图2，图3所示）改善后该产品材料的抗拉性能提高了8.7%，延伸率同时也提高了3.2%，同时，提高了材料的流动性，冒口的补缩作用得到了增强，产品发生缩松的比率大幅下降（图4所示），可以看出，由缩松造成的不良率已下降至0.5%左右。

附图说明

图1为本发明的实施例中球化包球化的示意图。

图2为使用本发明生产的材料与原工艺材料的抗拉强度对比图。

图3为使用本发明生产的材料与原工艺材料的延伸率对比图。

图4为改善期间及改善后缩松不良率的变化趋势。

图5为本发明所涉及到的工序及流程。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的说明。

本发明涉及到的主要工艺过程如图5所示有配料，熔化，球化，孕育剂浇注，检测加工等过程，在图5中为虚线所显示的过程。在此段文字中主要针对这些过程进行说明，但过程不仅局限于以上所述，以上所述只是为了描述本发明所述及工序及方法。

另外要说明的是配料和熔化这两个工序只是为了获得本发明所阐述的球墨铸铁壳体的配方。本发明所涉及到的产品生产是需要砂芯配合才能生产出本发明所涉及到的产品，因此其虽然不属于本发明的发明内容但也需一并列举出来。

实施例

一种球墨铸铁壳体的配方，其质量百分比为：C:3.0%-3.5%；Si:1.8%-2.3%；Mn≤0.4%；P≤0.08%；S≤0.005%；Mg：0.04-0.06%；CE:3.6-4.26%。该球墨铸铁壳体配方一方面降低了C和Si含量，CE值也随之降低，接近了铁碳相图的共晶点，铁水的成份选择在此点附近，铁水在凝固时的流动性最好，冒口也发挥了最大的做用，S在球化时有阻碍球化的做用，降低S的含量到此范围，铁水在凝固后期，石墨形态仍能够保持球状，良好的石墨球有助于减小缩松的产生。

针对该球墨铸铁壳体的配方的铸造生产工艺本发明涉及到如图5所示的并行工序，将按照自左向右的顺序进行介绍。

首先进行制芯，接着造型砂混砂，造型，下芯，同时按照本发明所发明的成份进行配料，熔化铁水。

铁水准备完成后，将需要球化的铁水倒入图1所示的球化包，按照本发明所规定的Mg含量加入纯Mg块，在图中指定的6处添加Mg块，待球化反应完成后，将铁水倒入保温炉，待铁水温度稳定在本文所规定的范围之内（1440℃-1460℃）时，开始将铁水注入浇注包，在将铁水注入浇注包的同时，将孕育剂按照本发明所规定的百分比（0.35%）加入到铁水当中。

随后，经过孕育的铁水被倒入到浇口盆中进行浇注。浇注完成后，产品随砂模冷却，待到规定的冷却时间后，开箱取出产品，将流路冒口去除，待抛丸干净后打磨，然后进行力学性能和内部缺陷的检测，而最终的结果则需要机加工后才能确认。

经过以上流程所述的工艺的到的产品，进行抗拉强度测试、延伸率测试，其测试结果如图2和图3所示，抗拉性能提高了8.7%，延伸率同时也提高了3.2%，在使用改善后新配方和新工艺期间，其缩松不良率的变化趋势如图4所示，由缩松造成的不良率已下降至0.5%左右。由图2、图3和图4其可充分说明本发明所提供的针对球墨铸铁壳体的配方及其铸造工艺能够有效的改善该壳体的缩松不良率，同时，提高了材料的流动性，冒口的补缩作用得到了增强，产品发生缩松的比率大幅下降，增加了企业的竞争力。

Claims (6)

1.一种球墨铸铁壳体的配方，使用该配方注重的合金其具有良好的流动性，而且改善了球墨铸铁壳体铸件内部存在的缩松缺陷，该球墨铸铁壳体的配方含下列成分作为非铁组分：

其质量百分比为：C:3.0%-3.5%；Si:1.8%-2.3%；Mn≤0.4%；P≤0.08%；S≤0.005%；Mg：0.04-0.06%；CE:3.6-4.26%。

2.一种铸造由权利要求1所述的球墨铸铁壳体的配方的工艺，其特征在于：在铸造过程中采用如下球化方法：

第一步：将铁水倒入球化包；

第二步：将镁（Mg）从6处加入第一步所述的球化包中，密封球化包，翻转球化包，开始球化反应；

第三步：待球化反应完成后，将铁水倒入浇注炉，开始浇注。

3.根据权利要求2所述的球墨铸铁壳体的配方的铸造工艺，其特征在于：其铸造方法如下：在整个生产过程中孕育剂只加入1次，当铁水倒入浇注包浇注时孕育剂随铁水一起倒入浇口盆中。

4.根据权利要求3所述的球墨铸铁壳体的配方的铸造工艺，其特征在于：所述的孕育剂的加入量为0.35%。

5.根据权利要求2所述的球墨铸铁壳体的配方的铸造工艺，其特征在于：所述的浇注过程中采用了保温炉。

6.根据权利要求5所述的球墨铸铁壳体的配方的铸造工艺，其特征在于：所述的浇注过程中保温温度为1440℃-1460℃。