CN105506440B - 一种高强度高延展性球墨铸铁卷筒及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度高延展性球墨铸铁卷筒，所用球墨铸铁包括以下重量百分比的组分：3.0％～3.3％的C；3.8％～4.2％的Si；Mn<0.3％；0.03％～0.05％的Mg；0.01％～0.025％的RE；S<0.02％；P<0.03％；0.2％～0.3％的Mo；0.12％～0.15％的Ni；0.003％～0.010％的Ca；0.005％～0.010％的Ba，且0.010％≤Ca+Ba≤0.020％；Bi≤0.003％；余量为Fe以及不可避免的杂质，具有较高的强度和延展性，能够适用于大型或超大型工程设备。本发明还公开了一种上述球墨铸铁卷筒的制备方法。

Description

一种高强度高延展性球墨铸铁卷筒及其制备方法
技术领域
本发明涉及球墨铸铁材料技术领域，尤其是涉及一种高强度高延展性球墨铸铁卷筒及其制备方法。
背景技术
卷筒是大型起重设备、旋挖钻和卷扬减速机的关键部件之一，由于承重的钢丝绳直接缠绕在卷筒上，卷筒直接承受起吊载荷，其质量优劣对起重设备、旋挖钻和卷扬减速机的安全运行有着至关重要的影响。随着现代工程的发展趋向大型化，工程机械行业大型或超大型起重设备、钻孔设备和卷扬减速机的应用越来越广泛，起吊的重量和扬程均大幅度增加。例如：超大型起重设备的起吊重量已达到几千吨；超大型卷扬机的扬程达到了数百米。因此，对卷筒的材质及其制备方法提出了更高的要求。
目前，采用普通球墨铸铁制造的卷筒，其抗拉强度和延伸率的综合力学性能指标一般偏低，因此在高负荷条件下使用卷筒时，由于卷筒的塑性和韧性偏低而易于诱发脆性裂纹产生，造成安全隐患，严重制约了卷筒在大型或超大型工程机械行业的推广应用。
为了提高卷筒使用的安全性能，近年来国内开始研究高强度高延展性球墨铸铁卷筒。专利号为CN1900340的中国专利公开了一种铸态高强度高伸长率球墨铸铁材料，该专利各组分及其重量百分比为：C 3.5～3.8％，Si 2.6～3.1％，Mn≤0.3％，S≤0.03％，P≤0.05％，余量为Fe。其铸件的力学性能为抗拉强度σb≥480MPa，屈服强度σ0.2≥310MPa，延伸率δ≥20％，布式硬度HB在150-200，铸件的金相组织基体为铁素体≥85％，渗碳体≤3％，磷共晶≤1％；该专利公布的球墨铸铁强度偏低，不能满足高性能卷筒的应用技术指标。专利号为CN101603142的中国专利公开了一种高强度高韧性球墨铸铁铸件及其制备方法，该专利各组分及其重量百分比为：C 3.6～3.8％，Si 2.4～2.8％，Mn 0.8～0.9％，Cu 0.5～0.6％，Cr 0.1～0.2％，S≤0.02％，P≤0.07％，余量为Fe。其铸件的力学性能为抗拉强度≥590MPa，屈服强度≥380MPa，延伸率≥8％；该铸件的锰含量偏高，综合力学性能指标偏低。专利号为CN102747268B的中国专利公开了一种高强度、高塑性球墨铸铁及其制造方法，该专利各组分及其重量百分比为：C 3.4～3.8％，Si 2.3～2.7％，Mn 0.3～0.5％，Cu 0.3～0.5％，Cr 0.02～0.10％，S≤0.03％，P≤0.04％，Sb 0.001～0.005％，Mg 0.03～0.06％，Re 0.001～0.003％，余量为Fe；其铸件的基体组织由一定比例含量的铁素体和珠光体组成，具有较高强度和较高的伸长率，可以满足重型载重汽车驱动桥桥壳、支架类铸件的使用要求。该铸件的基体含有一定比例的珠光体组织，所以铸件的延展性偏低。
因此，如何提供一种具有高强度高延展性的，且适用于大型或超大型起重设备、旋挖钻以及卷扬减速机的球墨铸铁卷筒是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种高强度高延展性球墨铸铁卷筒，该球墨铸铁卷筒所用球墨铸铁具有较高的强度和较高的延展性，且能够适用于大型或超大型起重设备、旋挖钻以及卷扬减速机。本发明的另一目是提供一种上述球墨铸铁卷筒的制备方法。
为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种高强度高延展性球墨铸铁卷筒，由球墨铸铁材料加工而成，所用球墨铸铁包括以下重量百分比的组分：3.0％～3.3％的C；3.8％～4.2％的Si；Mn<0.3％；0.03％～0.05％的Mg；0.01％～0.025％的RE；S<0.02％；P<0.03％；0.2％～0.3％的Mo；0.12％～0.15％的Ni；余量为Fe以及不可避免的杂质。
优选的，所述Mo的重量百分比为0.22％～0.28％。
优选的，所述Ni的重量百分比为0.125％～0.145％。
优选的，所用球墨铸铁的抗拉强度σb≥620MPa，屈服强度σ0.2≥530MPa，延伸率δ≥12％。
本发明还提供一种上述球墨铸铁卷筒的制备方法，包括以下步骤：
1)冶炼：将生铁、废钢、回炉料、硅铁、钼铁以及金属镍的混匀料加热熔化成铁水；
当铁水温度达到1490℃～1520℃时，炉前调整铁水成分使得铁水包括以下重量百分比的组分：3.0％～3.3％的C；3.8％～4.2％的Si；Mn<0.3％；S<0.02％；P<0.03％；0.2％～0.3％的Mo；0.12％～0.15％的Ni；余量为Fe以及不可避免的杂质；
当铁水成分合格后，扒渣；
然后，保温3min～5min，然后准备铁水出炉。
2)球化处理：将低稀土镁合金球化剂置于浇包底部，其上覆盖长效硅钡钙孕育剂，采用盖包堤坝式铁水冲入法球化工艺对铁水进行球化处理；控制球化处理后铁水中Mg的重量百分比为0.03％～0.05％，且Re的重量百分比为0.01％～0.025％。
3)一次孕育处理：向球化处理后的铁水中加入长效硅钡钙合金孕育剂，进行一次孕育处理，以消除反球化元素所造成的白口倾向，细化石墨球，延缓球化衰退；
4)浇铸：当一次孕育处理后的铁水温度达到1420℃～1430℃时，浇注卷筒；浇注过程中随流加入硅钙钡铋长效随流孕育剂进行二次孕育处理，控制二次孕育处理后铁水中Ca的重量百分比为0.003％～0.010％，Ba的重量百分比为0.005％～0.010％，且0.010％≤Ca+Ba≤0.020％，Bi的重量百分比为≤0.003％；
5)去应力退火：浇注12h～24h后，开箱清理，得到一次结构成型的卷筒；然后将一次结构成型的卷筒装入退火炉中，升温到500℃～550℃，保温4h～6h后，降温至200℃～260℃，出炉空冷，得到卷筒成品。
优选的，步骤1)中，所添加的生铁的重量百分比为40％～50％、废钢的重量百分比为20％～30％、回炉料的重量百分比为30％～40％、硅铁的重量百分比为1.6％～2.0％且所述硅铁中硅的重量百分比为75％、钼铁的重量百分比为0.4％～0.5％且所述钼铁中钼的重量百分比为60％、金属镍的重量百分比为0.15％～0.18％且其纯度为99.90％。
优选的，步骤2)中，低稀土镁合金球化剂包括以下重量百分比的组分：Mg：5％～7％，RE：1％～1.5％，Si：40％～44％，Mn、Al、Ti、S以及P的总量＜0.5％，余量为铁；低稀土镁合金球化剂的加入量为铁水总重量的1.3％～1.4％；球化处理温度为1490℃～1520℃；
且步骤2)中，长效硅钡钙孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：65％～70％，Ba：0.8％～1.0％，Ca：0.6％～1.0％，其余为铁或不可避免的杂质；长效硅钡钙孕育剂的加入量为铁水总重量的0.3％～0.4％。
优选的，步骤3)中，长效硅钡钙合金孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：65％～70％，Ba：0.8％～1.0％，Ca：0.6％～1.0％，其余为铁或不可避免的杂质；长效硅钡钙合金孕育剂的加入量为铁水总质量的0.5％～0.6％。
优选的，步骤4)中,硅钙钡铋长效随流孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：65％～70％，Ba：0.8％～1.0％，Ca：0.6％～1.0％，Bi：1％～2.5％，其余为铁或不可避免的杂质；硅钙钡铋长效随流孕育剂的加入量为铁水总质量的0.08％～0.1％。
本发明的有益技术效果：
1)本发明是一种高强度高延展性球墨铸铁卷筒及其制备方法；在成分配比上；通过增加Si含量，重量百分比达到了3.8％～4.2％，促进石墨化，强化铁素体，同时Si在铁基体中起到了固溶强化效果，实现了较高的强度；通过增加Mo细化了石墨，强化了基体，改善提高了强度、硬度、韧性等综合性能；通过增加Ni强化铁素体，细化石墨，增加石墨球数量，提高球化效果，强化基体，消除了由于Si含量的增加所带来的硅脆性影响，提高了基体的韧性。本配比成分使球墨铸铁中石墨球的数量、大小、形态和分布，获得100％的铁素体基体和细小、均匀、弥散分布的大量球状石墨的铸态组织。本发明工艺方法简单，原料和生产成本较低，易于推广应用。
2)本发明铸造生产过程中采用了：新型长效硅钡钙孕育剂，Ba、Ca元素起到了净化铁水，延缓了球化衰退，促进石墨化形成，抑制了白口倾向，稳定铁素体，保证了球化率；采用低稀土镁合金球化剂，有效的控制了稀土的残留含量，控制了碳化物的形成，提高石墨球的圆整度和球化率。同时采用树脂砂一次铸造成型工艺，达到了组织致密、尺寸精确、外观型线清晰的要求。
3)本发明采用硅钡钙铋长效随流孕育剂进行二次随流孕育处理，通过采用随流浇注孕育处理工艺，延缓了球铁在凝固过程中的衰退，提高了组织均匀性、稳定了石墨球的圆整度、大小，通过孕育剂中的微量Bi使石墨球数量增加，消除碳化物，促使球铁的二次球墨化能力增强，获得铸态铁素体。
4)本发明提供了一种高强度高延展性球墨铸铁卷筒，所用球墨铸铁的强度高、延展性好，具有良好的综合力学性能，其抗拉强度σb≥620MPa，屈服强度σ0.2≥530MPa，延伸率δ≥12％。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是进一步说明本发明的特征及优点，而不是对本发明权利要求的限制。
本发明提供了一种球墨铸铁卷筒，由球墨铸铁材料加工而成，所用球墨铸铁包括以下重量百分比的组分：3.0％～3.3％的C；3.8％～4.2％的Si；Mn<0.3％；0.03％～0.05％的Mg；0.01％～0.025％的RE；S<0.02％；P<0.03％；0.2％～0.3％的Mo；0.12％～0.15％的Ni；余量为Fe以及不可避免的杂质。
所用球墨铸铁中C元素的重量百分比为3.0％～3.3％，优选为3.0％～3.2％。
所用球墨铸铁中Si元素的重量百分比为3.8％～4.2％，优选为4.0％～4.2％，更优选为4.10％～4.2％。
所用球墨铸铁中Mn元素的重量百分比为<0.3％，优选为<0.25％，更优选为<0.2％。
所用球墨铸铁中Mg元素的重量百分比为0.03％～0.05％，优选为0.035％～0.045％。
所用球墨铸铁中RE元素的重量百分比为0.01％～0.025％，优选为0.01％～0.02％。
所用球墨铸铁中Mo元素的重量百分比为0.2％～0.3％，优选为0.22％～0.28％，更优选为0.24％～0.27％。
所用球墨铸铁中Ni元素的重量百分比为0.12％～0.15％，优选为0.125％～0.145％，更优选为0.13％～0.14％。
在本发明的一个实施例中，所用球墨铸铁的抗拉强度σb≥620MPa，屈服强度σ0.2≥530MPa，延伸率δ≥12％。
本发明还提供了一种上述球墨铸铁卷筒的制备方法，包括以下步骤：
1)冶炼：将生铁、废钢、回炉料、硅铁、钼铁以及金属镍的混匀料加热熔化成铁水；
当铁水温度达到1490℃～1520℃时，炉前调整铁水成分使得铁水包括以下重量百分比的组分：3.0％～3.3％的C；3.8％～4.2％的Si；Mn<0.3％；S<0.02％；P<0.03％；0.2％～0.3％的Mo；0.12％～0.15％的Ni；余量为Fe以及不可避免的杂质；
当铁水成分合格后，扒渣；
然后，保温3min～5min，然后准备铁水出炉。
2)球化处理：将低稀土镁合金球化剂置于浇包底部，其上覆盖长效硅钡钙孕育剂，采用盖包堤坝式铁水冲入法球化工艺对铁水进行球化处理；控制球化处理后铁水中Mg的重量百分比为0.03％～0.05％，且Re的重量百分比为0.01％～0.025％。
3)一次孕育处理：向球化处理后的铁水中加入长效硅钡钙合金孕育剂，进行一次孕育处理，以消除反球化元素所造成的白口倾向，细化石墨球，延缓球化衰退；
4)浇铸：当一次孕育处理后的铁水温度达到1420℃～1430℃时，浇注卷筒；浇注过程中随流加入硅钙钡铋长效随流孕育剂进行二次孕育处理，控制二次孕育处理后铁水中Ca的重量百分比为0.003％～0.010％，Ba的重量百分比为0.005％～0.010％，且0.010％≤Ca+Ba≤0.020％，Bi的重量百分比为≤0.003％；
5)去应力退火：浇注12h～24h后，开箱清理，得到一次结构成型的卷筒；然后将一次结构成型的卷筒装入退火炉中，升温到500℃～550℃，保温4h～6h后，降温至200℃～260℃，出炉空冷，得到卷筒成品。
在本发明的一个实施例中，步骤1)中，所添加的生铁的重量百分比为40％～50％、废钢的重量百分比为20％～30％、回炉料的重量百分比为30％～40％、硅铁的重量百分比为1.6％～2.0％且所述硅铁中硅的重量百分比为75％、钼铁的重量百分比为0.4％～0.5％且所述钼铁中钼的重量百分比为60％、金属镍的重量百分比为0.15％～0.18％且其纯度为99.90％。
在本发明的一个实施例中，步骤2)中，低稀土镁合金球化剂包括以下重量百分比的组分：Mg：5％～7％，RE：1％～1.5％，Si：40％～44％，Mn、Al、Ti、S以及P的总量＜0.5％，余量为铁；低稀土镁合金球化剂的加入量为铁水总重量的1.3％～1.4％；球化处理温度为1490℃～1520℃；
且步骤2)中，长效硅钡钙孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：65％～70％，Ba：0.8％～1.0％，Ca：0.6％～1.0％，其余为铁或不可避免的杂质；长效硅钡钙孕育剂的加入量为铁水总重量的0.3％～0.4％。
在本发明的一个实施例中，步骤3)中，长效硅钡钙合金孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：65％～70％，Ba：0.8％～1.0％，Ca：0.6％～1.0％，其余为铁或不可避免的杂质；长效硅钡钙合金孕育剂的加入量为铁水总质量的0.5％～0.6％。
在本发明的一个实施例中，步骤4)中,硅钙钡铋长效随流孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：65％～70％，Ba：0.8％～1.0％，Ca：0.6％～1.0％，Bi：1％～2.5％，其余为铁或不可避免的杂质；硅钙钡铋长效随流孕育剂的加入量为铁水总质量的0.08％～0.1％。
为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种高强度高延展性球墨铸铁卷筒及其制备方法进行详细说明，本发明的保护范围不受以下实施例的限制。
实施例1
采用3吨中频电炉冶炼铁水，包括以下步骤：
1)冶炼：将生铁、废钢、回炉料、硅铁、钼铁以及金属镍的混匀料加热熔化成铁水；
所添加的生铁的重量百分比为40％、废钢的重量百分比为27.42％、回炉料的重量百分比为30％、硅铁的重量百分比为2.0％且所述硅铁中硅的重量百分比为75％，钼铁的重量百分比为0.4％且所述钼铁中钼的重量百分比为60％，金属镍的重量百分比为0.18％且其纯度为99.90％。
当铁水温度达到1495℃时，炉前调整铁水成分使得铁水包括以下重量百分比的组分：3.0％的C；4.2％的Si；Mn<0.3％；S<0.02％；P<0.03％；0.2％的Mo；0.15％的Ni；余量为Fe以及不可避免的杂质；
当铁水成分合格后，扒渣；
然后，保温5min，然后准备铁水出炉。
2)球化处理：将低稀土镁合金球化剂置于浇包底部，其上覆盖长效硅钡钙孕育剂，采用盖包堤坝式铁水冲入法球化工艺对铁水进行球化处理；
低稀土镁合金球化剂包括以下重量百分比的组分：Mg：5％，RE：1.5％，Si：40％，Mn、Al、Ti、S以及P的总量＜0.5％，余量为铁；低稀土镁合金球化剂的加入量为铁水总重量的1.4％；球化处理温度为1490℃；
且长效硅钡钙孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：65％，Ba：1.0％，Ca：0.6％，其余为铁或不可避免的杂质；长效硅钡钙孕育剂的加入量为铁水总重量的0.40％；
控制球化处理后铁水中Mg的重量百分比为0.03％，且Re的重量百分比为0.025％。
3)一次孕育处理：向球化处理后的铁水中加入长效硅钡钙合金孕育剂，进行一次孕育处理，以消除反球化元素所造成的白口倾向，细化石墨球，延缓球化衰退；
长效硅钡钙合金孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：65％，Ba：1.0％，Ca：0.6％，其余为铁或不可避免的杂质；长效硅钡钙合金孕育剂的加入量为铁水总质量的0.60％。
4)浇铸：当一次孕育处理后的铁水温度达到1420℃时，浇注卷筒；浇注过程中随流加入硅钙钡铋长效随流孕育剂进行二次孕育处理，控制二次孕育处理后铁水中Ca的重量百分比为0.003％，Ba的重量百分比为0.010％，Bi的重量百分比为≤0.003％；对二次孕育处理后的铁水进行取样化验，结果见表1；
硅钙钡铋长效随流孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：65％，Ba：1.0％，Ca：0.6％，Bi：2.5％，其余为铁或不可避免的杂质；硅钙钡铋长效随流孕育剂的加入量为铁水总质量的0.08％；
取部分二次孕育处理后的铁水制备球墨铸铁的标准样，检测球墨铸铁的力学性能，结果见表2。
5)去应力退火：浇注12h后，开箱清理，得到一次结构成型的卷筒；然后将一次结构成型的卷筒在≤250℃情况下装入退火炉中，升温到500℃，保温5h后，降温至253℃，出炉空冷，得到卷筒成品。
实施例2
采用3吨中频电炉冶炼铁水，包括以下步骤：
1)冶炼：将生铁、废钢、回炉料、硅铁、钼铁以及金属镍的混匀料加热熔化成铁水；
所添加的生铁的重量百分比为40％、废钢的重量百分比为25％、回炉料的重量百分比为32.75％、硅铁的重量百分比为1.6％且所述硅铁中硅的重量百分比为75％，钼铁的重量百分比为0.5％且所述钼铁中钼的重量百分比为60％，金属镍的重量百分比为0.15％且其纯度为99.90％。
当铁水温度达到1505℃时，炉前调整铁水成分使得铁水包括以下重量百分比的组分：3.3％的C；3.8％的Si；Mn<0.3％；S<0.02％；P<0.03％；0.3％的Mo；0.12％的Ni；余量为Fe以及不可避免的杂质；
当铁水成分合格后，扒渣；
然后，保温5min，然后准备铁水出炉。
2)球化处理：2)球化处理：将低稀土镁合金球化剂置于浇包底部，其上覆盖长效硅钡钙孕育剂，采用盖包堤坝式铁水冲入法球化工艺对铁水进行球化处理；
低稀土镁合金球化剂包括以下重量百分比的组分：Mg：7％，RE：1％，Si：44％，Mn、Al、Ti、S以及P的总量＜0.5％，余量为铁；低稀土镁合金球化剂的加入量为铁水总重量的1.3％；球化处理温度为1520℃；
且长效硅钡钙孕育剂包括以下重量百分比的组分：：Si：70％，Ba：0.8％，Ca：1.0％，其余为铁或不可避免的杂质；长效硅钡钙孕育剂的加入量为铁水总重量的0.30％；
控制球化处理后铁水中Mg的重量百分比为0.05％，且Re的重量百分比为0.01％。
3)一次孕育处理：向球化处理后的铁水中加入长效硅钡钙合金孕育剂，进行一次孕育处理，以消除反球化元素所造成的白口倾向，细化石墨球，延缓球化衰退；
长效硅钡钙合金孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：70％，Ba：0.8％，Ca：1.0％，其余为铁或不可避免的杂质；长效硅钡钙合金孕育剂的加入量为铁水总质量的0.70％。
4)浇铸：当一次孕育处理后的铁水温度达到1425℃时，浇注卷筒；浇注过程中随流加入硅钙钡铋长效随流孕育剂进行二次孕育处理，控制二次孕育处理后铁水中Ca的重量百分比为0.010％，Ba的重量百分比为0.005％，Bi的重量百分比为≤0.003％；对二次孕育处理后的铁水进行取样化验，结果见表1；
硅钙钡铋长效随流孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：70％，Ba：0.8％，Ca：1.0％，Bi：1％，其余为铁或不可避免的杂质；硅钙钡铋长效随流孕育剂的加入量为铁水总质量的0.1％；
取部分二次孕育处理后的铁水制备球墨铸铁的标准样，检测球墨铸铁的力学性能，结果见表2。
5)去应力退火：浇注12h后，开箱清理，得到一次结构成型的卷筒；然后将一次结构成型的卷筒在≤250℃情况下装入退火炉中，升温到550℃，保温5h后，降温至248℃，出炉空冷，得到卷筒成品。
表1 高强度高延展性球墨铸铁卷筒的化学成分/wt％
表2实施例制备的球墨铸铁的性能检测数据表(单铸试样)
由表2可得，采用上述成分设计的，且采用本发明制备方法制取的球墨铸铁具有较高的强度和较高的延展性，能够适用于大型或超大型起重设备、旋挖钻以及卷扬减速机的球墨铸铁卷筒。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对于这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说是显而易见的，本文所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (4)

1.一种高强度高延展性球墨铸铁卷筒的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)冶炼：将生铁、废钢、回炉料、硅铁、钼铁以及金属镍的混匀料加热熔化成铁水；
当铁水温度达到1490℃～1520℃时，炉前调整铁水成分使得铁水包括以下重量百分比的组分：3.0％～3.3％的C；3.8％～4.2％的Si；Mn<0.3％；S<0.02％；P<0.03％；0.2％～0.3％的Mo；0.12％～0.15％的Ni；余量为Fe以及不可避免的杂质；
当铁水成分合格后，扒渣；
然后，保温3min～5min，然后准备铁水出炉；
步骤1)中，所添加的生铁的重量百分比为40％～50％、废钢的重量百分比为20％～30％、回炉料的重量百分比为30％～40％、硅铁的重量百分比为1.6％～2.0％且所述硅铁中硅的重量百分比为75％、钼铁的重量百分比为0.4％～0.5％且所述钼铁中钼的重量百分比为60％、金属镍的重量百分比为0.15％～0.18％且其纯度为99.90％；
2)球化处理：将低稀土镁合金球化剂置于浇包底部，其上覆盖长效硅钡钙孕育剂，采用盖包堤坝式铁水冲入法球化工艺对铁水进行球化处理；控制球化处理后铁水中Mg的重量百分比为0.03％～0.05％，且RE的重量百分比为0.01％～0.025％；
步骤2)中，低稀土镁合金球化剂包括以下重量百分比的组分：Mg：5％～7％，RE：1％～1.5％，Si：40％～44％，Mn、Al、Ti、S以及P的总量＜0.5％，余量为铁；低稀土镁合金球化剂的加入量为铁水总重量的1.3％～1.4％；球化处理温度为1490℃～1520℃；
且步骤2)中，长效硅钡钙孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：65％～70％，Ba：0.8％～1.0％，Ca：0.6％～1.0％，其余为铁或不可避免的杂质；长效硅钡钙孕育剂的加入量为铁水总重量的0.3％～0.4％；
3)一次孕育处理：向球化处理后的铁水中加入长效硅钡钙合金孕育剂，进行一次孕育处理，以消除反球化元素所造成的白口倾向，细化石墨球，延缓球化衰退；
步骤3)中，长效硅钡钙合金孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：65％～70％，Ba：0.8％～1.0％，Ca：0.6％～1.0％，其余为铁或不可避免的杂质；长效硅钡钙合金孕育剂的加入量为铁水总质量的0.5％～0.6％；
4)浇铸：当一次孕育处理后的铁水温度达到1420℃～1430℃时，浇注卷筒；浇注过程中随流加入硅钙钡铋长效随流孕育剂进行二次孕育处理，控制二次孕育处理后铁水中Ca的重量百分比为0.003％～0.010％，Ba的重量百分比为0.005％～0.010％，且0.010％≤Ca+Ba≤0.020％，Bi的重量百分比为≤0.003％；
步骤4)中,硅钙钡铋长效随流孕育剂包括以下重量百分比的组分：Si：65％～70％，Ba：0.8％～1.0％，Ca：0.6％～1.0％，Bi：1％～2.5％，其余为铁或不可避免的杂质；硅钙钡铋长效随流孕育剂的加入量为铁水总质量的0.08％～0.1％；
5)去应力退火：浇注12h～24h后，开箱清理，得到一次结构成型的卷筒；然后将一次结构成型的卷筒装入退火炉中，升温到500℃～550℃，保温4h～6h后，降温至200℃～260℃，出炉空冷，得到卷筒成品；
所述球墨铸铁卷筒由球墨铸铁材料加工而成，所用球墨铸铁包括以下重量百分比的组分：3.0％～3.3％的C；3.8％～4.2％的Si；Mn<0.3％；0.03％～0.05％的Mg；0.01％～0.025％的RE；S<0.02％；P<0.03％；0.2％～0.3％的Mo；0.12％～0.15％的Ni；余量为Fe以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Mo的重量百分比为0.22％～0.28％。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述Ni的重量百分比为0.125％～0.145％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所用球墨铸铁的抗拉强度σb≥620MPa，屈服强度σ0.2≥530MPa，延伸率δ≥12％。
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