CN105401085A - 一种利用废钢原料制造的高强度铸钢材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用废钢原料制造的高强度铸钢材料及其制备方法，其中含有下列重量百分比的元素成分：碳0.3-0.45、铬1.5-1.80、锰5.5-6.0、硅2.2-2.3、钼1.20-1.4、磷≦0.035、硫≦0.035、Pr1.6-1.8、Ni0.2-0.24、Sn1.2-1.3、Ho0.2-0.3、Tm0.1-0.14、Er0.45-0.55、Ta0.2-0.3、余量为铁。本发明成功提高了铸钢材质在低温环境下的冲击韧性，在-40℃温度下，冲击韧度能达到41J以上，保证使用性能。使用本材质制造的铸钢部件,可以简化机械设备防寒措施，保证设备在高寒地区冬季的正常使用，本发明铸钢具有较高的强度，适合制造叉车各种载重部件。

Description

一种利用废钢原料制造的高强度铸钢材料及其制备方法
技术领域
本发明属于冶金铸造技术领域，具体是一种一种利用废钢原料制造的高强度铸钢材料及其制备方法。
背景技术
叉车广泛应用于港口、车站、机场、货场、工厂车间、仓库、流通中心和配送中心等，并可进入船舱、车厢和集装箱内进行托盘货物的装卸、搬运作业，是托盘运输、集装箱运输中必不可少的设备。叉车在企业的物流系统中扮演着非常重要的角色，是物料搬运设备中的主力军。广泛应用于车站、港口、机场、工厂、仓库等国民经济中的各个部门。叉车中所用到的承重部件多由铸钢制作，由于叉车使用环境差别很大，对叉车部件用铸钢提出了温度、强度、韧性、耐磨等不同的材料力学技术要求，现有技术中铸钢尚不能满足这些要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用废钢原料制造的高强度铸钢材料及其制备方法，生产的铸钢具有较高的强度与耐低温性能。
本发明的技术方案如下：
一种利用废钢原料制造的高强度铸钢材料，其中含有下列重量百分比的元素成分：碳0.3-0.45、铬1.5-1.80、锰5.5-6.0、硅2.2-2.3、钼1.20-1.4、磷≦0.035、硫≦0.035、Pr1.6-1.8、Ni0.2-0.24、Sn1.2-1.3、Ho0.2-0.3、Tm0.1-0.14、Er0.45-0.55、Ta0.2-0.3、余量为铁。
所述的一种利用废钢原料制造的高强度铸钢材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）、将废钢与生铁按1：0.3-0.4重量比混合进行熔炼、除渣处理，熔炼温度为1520℃-1580℃，然后，再配料加入其它元素，熔炼、排渣，检测合金成分并调整、精炼、浇铸；
（2）、对铸件进行热处理：铸件以120-140℃/小时速率升温至720-740℃，保温3-4小时，随空气冷却至室温；然后，再以180-195℃/小时速率升温至510-535℃，再以70-90℃/小时速率升温至940-980℃，保温3-4小时，再随空气冷却至室温；再以80-100℃/小时速率升温至490-510℃，保温3-4小时；再以60-75℃/小时速率降温至230-250℃，保温8-10小时，再放入液氮中处理4-5小时。
本发明成功提高了铸钢材质在低温环境下的冲击韧性，在-40℃温度下，冲击韧度能达到41J以上，保证使用性能。使用本材质制造的铸钢部件,可以简化机械设备防寒措施，保证设备在高寒地区冬季的正常使用，本发明铸钢具有较高的强度，适合制造叉车各种载重部件。
具体实施方式
一种利用废钢原料制造的高强度铸钢材料，其中含有下列重量百分比的元素成分：碳0.3-0.45、铬1.5-1.80、锰5.5-6.0、硅2.2-2.3、钼1.20-1.4、磷≦0.035、硫≦0.035、Pr1.6-1.8、Ni0.2-0.24、Sn1.2-1.3、Ho0.2-0.3、Tm0.1-0.14、Er0.45-0.55、Ta0.2-0.3、余量为铁。
一种利用废钢原料制造的高强度铸钢材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）、将废钢与生铁按1：0.3-0.4重量比混合进行熔炼、除渣处理，熔炼温度为1520℃-1580℃，然后，再配料加入其它元素，熔炼、排渣，检测合金成分并调整至符合含量要求、精炼、浇铸；
（2）、对铸件进行热处理：铸件以120-140℃/小时速率升温至720-740℃，保温3-4小时，随空气冷却至室温；然后，再以180-195℃/小时速率升温至510-535℃，再以70-90℃/小时速率升温至940-980℃，保温3-4小时，再随空气冷却至室温；再以80-100℃/小时速率升温至490-510℃，保温3-4小时；再以60-75℃/小时速率降温至230-250℃，保温8-10小时，再放入液氮中处理4-5小时。
所述的步骤（1）精炼时采用下列精炼剂，由下列重量份（公斤）的原料制成：
萤石粉3.4、Al2O34.5、、MgO3.0、Bi2O31.3、二硼化钒2.1、氟化铝钠2、钾长石粉2.1、纳米二氧化硅1、明矾3、秸秆灰烬2、铝粉2、硅烷偶联剂KH5503。
制备方法：将萤石粉、钾长石粉、明矾在450-500℃下煅烧3-4小时，用水洗涤，烘干，然后，加入其它原料，放入水中研磨2-3小时，得到40-100μm粉末浆料，烘干，即得。
本发明精炼剂的脱氧、脱硫、脱磷率在60-75%之间，去除钢液中的夹杂物及使夹杂物变性效果好、净化钢液提高了钢的内部质量，铸件中的气孔度降低1-2度，得到有效的控制。
铸钢铸件取样的机械性能指标：
抗拉强度≥1090Mpa、屈服强度≥976Mpa、伸长率≥16%、断面收缩率≥28%、布氏硬度HB=270—289、冲击吸收功57J，-40℃的冲击值大于等于42J具有优良的耐低温性能，可以在-35℃下长期使用，保持良好的力学性能。

Claims (2)

1.一种利用废钢原料制造的高强度铸钢材料，其特征在于其中含有下列重量百分比的元素成分：碳0.3-0.45、铬1.5-1.80、锰5.5-6.0、硅2.2-2.3、钼1.20-1.4、磷≦0.035、硫≦0.035、Pr1.6-1.8、Ni0.2-0.24、Sn1.2-1.3、Ho0.2-0.3、Tm0.1-0.14、Er0.45-0.55、Ta0.2-0.3、余量为铁。
2.根据权利要求1所述的一种利用废钢原料制造的高强度铸钢材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）、将废钢与生铁按1：0.3-0.4重量比混合进行熔炼、除渣处理，熔炼温度为1520℃-1580℃，然后，再配料加入其它元素，熔炼、排渣，检测合金成分并调整、精炼、浇铸；
（2）、对铸件进行热处理：铸件以120-140℃/小时速率升温至720-740℃，保温3-4小时，随空气冷却至室温；然后，再以180-195℃/小时速率升温至510-535℃，再以70-90℃/小时速率升温至940-980℃，保温3-4小时，再随空气冷却至室温；再以80-100℃/小时速率升温至490-510℃，保温3-4小时；再以60-75℃/小时速率降温至230-250℃，保温8-10小时，再放入液氮中处理4-5小时。
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