CN106756457A - 一种用于高强度机械配件的孕育铸铁材料及其生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于高强度机械配件的孕育铸铁材料,由以下按照重量份的原料组成:铸造生铁260‑280份、废钢170‑200份、机械类废旧生铁350‑400份、高锰生铁60‑80份、硅铁8‑12份、镍铁3‑6份、钛铁1‑3份、钼铁5‑7份。本发明还公开了所述用于高强度机械配件的孕育铸铁材料的生产工艺。本发明制备的孕育铸铁材料不易出现缩松,容易孕育,抗拉强度增强,耐磨性增强,硬度适中易加工,铸件不易发生断裂,且成本低,实现了资源的回收利用,有利于环境保护。
Description
技术领域
本发明涉及机械配件材料技术领域,具体是一种用于高强度机械配件的孕育铸铁材料及其生产工艺。
背景技术
机械配件种类繁多,根据机械配件的应用需求会选择不同的制造材料。强度是机械配件的一项重要的性能指标。近年来,随着对机械、冶金、纺织等行业对机械配件质量要求的提高,中高强度机械配件的需求量急剧增长。我国加入世贸组织后,将成为机械配件出口大国,这种需求会进一步增加。目前我国生产高强度机械配件材料主要有两种方法:一是降低原铁水碳含量强化孕育;二是加入微量合金元素。在传统机械配件材料生产工艺下,硅一般都是直接从炉后下料,造成了硅铁用量大,且不能大量使用废钢、废铁,只能用成品优质生铁替换,不利于原材料的回收再利用和降低生产成本。由于传统机械配件材料生产工艺的限制,在原料配方组成中废钢及废机械铁比例较低,影响了铸件的强度和耐磨性。由于原料配方设计不合理,从而导致机械配件容易变形,以及生产成本较高的问题出现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于高强度机械配件的孕育铸铁材料及其生产工艺,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种用于高强度机械配件的孕育铸铁材料,由以下按照重量份的原料组成:铸造生铁260-280份、废钢170-200份、机械类废旧生铁350-400份、高锰生铁60-80份、硅铁8-12份、镍铁3-6份、钛铁1-3份、钼铁5-7份。
作为本发明进一步的方案:由以下按照重量份的原料组成:铸造生铁265-278份、废钢180-190份、机械类废旧生铁360-390份、高锰生铁63-77份、硅铁9-11份、镍铁4-5份、钛铁1.2-2.7份、钼铁5.3-6.6份。
作为本发明再进一步的方案:由以下按照重量份的原料组成:铸造生铁271份、废钢186份、机械类废旧生铁373份、高锰生铁69份、硅铁10份、镍铁4.3份、钛铁2.1份、钼铁5.8份。
所述用于高强度机械配件的孕育铸铁材料的生产工艺,步骤如下:
1)称取铸造生铁、废钢和机械类废旧生铁,放入至中频真空感应炉中,中频真空感应炉在150-200KW的功率下工作15-20min,然后功率提升至450KW,当中频真空感应炉中有五分之一体积的原料熔融为铁水时,停止加热;
2)向中频真空感应炉中加入增碳剂,增碳剂的加入量为中频真空感应炉中原料总重量0.1-0.3%,增碳剂加入完毕后,中频真空感应炉在450KW下开始工作,直至中频真空感应炉中所有原料熔融为铁水;
3)将中频真空感应炉内的温度调节至1450-1470℃,然后加入高锰生铁,待高锰生铁熔炼完成后,在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度在35-40mm时,升温至1480-1485℃,取出珍珠岩膜,将温度升高至1495-1500℃,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为15-20mm,取出珍珠岩膜,保持温度,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为5-7mm,取出珍珠岩膜;
4)将铁水温度升高至1520-1550℃,以包内冲入法加入加入钛铁和钼铁;
5)以随流孕育的方式加入硅铁和镍铁,对铁液进行孕育化处理;
6)孕育处理完毕后,扒渣2-3次,保证铁液温度在1370-1390℃浇铸完毕,铸件保温10-15小时后开箱清理打磨;
7)将打磨后的铸件升温至1000-1050℃,保温3-5h,进行退火处理,然后出炉空冷至100-150℃,再升温至450-500℃进行回火处理,保温1-2h,出炉空冷至室温,即可。
作为本发明进一步的方案:步骤2)中的增碳剂为电极石墨。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明制备的孕育铸铁材料不易出现缩松,容易孕育,抗拉强度增强,耐磨性增强,硬度适中易加工,铸件不易发生断裂;
2、本发明制备的孕育铸铁材料,原料配比合理,解决了铸件易变形、硬度不够的技术问题,且成本低,实现了资源的回收利用,有利于环境保护。
3、本发明制备的孕育铸铁材料,制备工艺简单,绿色环保。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种用于高强度机械配件的孕育铸铁材料,由以下按照重量份的原料组成:铸造生铁260份、废钢170份、机械类废旧生铁350份、高锰生铁60份、硅铁8份、镍铁3份、钛铁1份、钼铁5份。
所述用于高强度机械配件的孕育铸铁材料的生产工艺,步骤如下:
1)称取铸造生铁、废钢和机械类废旧生铁,放入至中频真空感应炉中,中频真空感应炉在150KW的功率下工作15min,然后功率提升至450KW,当中频真空感应炉中有五分之一体积的原料熔融为铁水时,停止加热;
2)向中频真空感应炉中加入增碳剂,增碳剂的加入量为中频真空感应炉中原料总重量0.1%,增碳剂加入完毕后,中频真空感应炉在450KW下开始工作,直至中频真空感应炉中所有原料熔融为铁水,其中,所述增碳剂为电极石墨;
3)将中频真空感应炉内的温度调节至1450℃,然后加入高锰生铁,待高锰生铁熔炼完成后,在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度在35mm时,升温至1480℃,取出珍珠岩膜,将温度升高至1495℃,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为15mm,取出珍珠岩膜,保持温度,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为5mm,取出珍珠岩膜;
4)将铁水温度升高至1520℃,以包内冲入法加入加入钛铁和钼铁;
5)以随流孕育的方式加入硅铁和镍铁,对铁液进行孕育化处理;
6)孕育处理完毕后,扒渣2次,保证铁液温度在1370℃浇铸完毕,铸件保温10小时后开箱清理打磨;
7)将打磨后的铸件升温至1000℃,保温3h,进行退火处理,然后出炉空冷至100℃,再升温至450℃进行回火处理,保温1h,出炉空冷至室温,即可。
实施例2
一种用于高强度机械配件的孕育铸铁材料,由以下按照重量份的原料组成:铸造生铁265份、废钢190份、机械类废旧生铁400份、高锰生铁65份、硅铁9份、镍铁4份、钛铁3份、钼铁5份。
所述用于高强度机械配件的孕育铸铁材料的生产工艺,步骤如下:
1)称取铸造生铁、废钢和机械类废旧生铁,放入至中频真空感应炉中,中频真空感应炉在180KW的功率下工作17min,然后功率提升至450KW,当中频真空感应炉中有五分之一体积的原料熔融为铁水时,停止加热;
2)向中频真空感应炉中加入增碳剂,增碳剂的加入量为中频真空感应炉中原料总重量0.15%,增碳剂加入完毕后,中频真空感应炉在450KW下开始工作,直至中频真空感应炉中所有原料熔融为铁水,其中,所述增碳剂为电极石墨;
3)将中频真空感应炉内的温度调节至1453℃,然后加入高锰生铁,待高锰生铁熔炼完成后,在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度在36mm时,升温至1481℃,取出珍珠岩膜,将温度升高至1496℃,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为16mm,取出珍珠岩膜,保持温度,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为6mm,取出珍珠岩膜;
4)将铁水温度升高至1530℃,以包内冲入法加入加入钛铁和钼铁;
5)以随流孕育的方式加入硅铁和镍铁,对铁液进行孕育化处理;
6)孕育处理完毕后,扒渣3次,保证铁液温度在1380℃浇铸完毕,铸件保温11小时后开箱清理打磨;
7)将打磨后的铸件升温至1010℃,保温3.5h,进行退火处理,然后出炉空冷至110℃,再升温至460℃进行回火处理,保温1.5h,出炉空冷至室温,即可。
实施例3
一种用于高强度机械配件的孕育铸铁材料,由以下按照重量份的原料组成:铸造生铁271份、废钢186份、机械类废旧生铁373份、高锰生铁69份、硅铁10份、镍铁4.3份、钛铁2.1份、钼铁5.8份。
所述用于高强度机械配件的孕育铸铁材料的生产工艺,步骤如下:
1)称取铸造生铁、废钢和机械类废旧生铁,放入至中频真空感应炉中,中频真空感应炉在170KW的功率下工作18min,然后功率提升至450KW,当中频真空感应炉中有五分之一体积的原料熔融为铁水时,停止加热;
2)向中频真空感应炉中加入增碳剂,增碳剂的加入量为中频真空感应炉中原料总重量0.2%,增碳剂加入完毕后,中频真空感应炉在450KW下开始工作,直至中频真空感应炉中所有原料熔融为铁水,其中,所述增碳剂为电极石墨;
3)将中频真空感应炉内的温度调节至1460℃,然后加入高锰生铁,待高锰生铁熔炼完成后,在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度在38mm时,升温至1483℃,取出珍珠岩膜,将温度升高至1498℃,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为17mm,取出珍珠岩膜,保持温度,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为6mm,取出珍珠岩膜;
4)将铁水温度升高至1540℃,以包内冲入法加入加入钛铁和钼铁;
5)以随流孕育的方式加入硅铁和镍铁,对铁液进行孕育化处理;
6)孕育处理完毕后,扒渣3次,保证铁液温度在1380℃浇铸完毕,铸件保温13小时后开箱清理打磨;
7)将打磨后的铸件升温至1030℃,保温4h,进行退火处理,然后出炉空冷至130℃,再升温至470℃进行回火处理,保温1.5h,出炉空冷至室温,即可。
实施例4
一种用于高强度机械配件的孕育铸铁材料,由以下按照重量份的原料组成:铸造生铁275份、废钢190份、机械类废旧生铁380份、高锰生铁60份、硅铁10份、镍铁5份、钛铁2份、钼铁6份。
所述用于高强度机械配件的孕育铸铁材料的生产工艺,步骤如下:
1)称取铸造生铁、废钢和机械类废旧生铁,放入至中频真空感应炉中,中频真空感应炉在170KW的功率下工作19min,然后功率提升至450KW,当中频真空感应炉中有五分之一体积的原料熔融为铁水时,停止加热;
2)向中频真空感应炉中加入增碳剂,增碳剂的加入量为中频真空感应炉中原料总重量0.23%,增碳剂加入完毕后,中频真空感应炉在450KW下开始工作,直至中频真空感应炉中所有原料熔融为铁水,其中,所述增碳剂为电极石墨;
3)将中频真空感应炉内的温度调节至1460℃,然后加入高锰生铁,待高锰生铁熔炼完成后,在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度在39mm时,升温至1483℃,取出珍珠岩膜,将温度升高至1498℃,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为19mm,取出珍珠岩膜,保持温度,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为7mm,取出珍珠岩膜;
4)将铁水温度升高至1540℃,以包内冲入法加入加入钛铁和钼铁;
5)以随流孕育的方式加入硅铁和镍铁,对铁液进行孕育化处理;
6)孕育处理完毕后,扒渣2次,保证铁液温度在1385℃浇铸完毕,铸件保温14小时后开箱清理打磨;
7)将打磨后的铸件升温至1040℃,保温4.5h,进行退火处理,然后出炉空冷至145℃,再升温至490℃进行回火处理,保温2h,出炉空冷至室温,即可。
实施例5
一种用于高强度机械配件的孕育铸铁材料,由以下按照重量份的原料组成:铸造生铁280份、废钢200份、机械类废旧生铁400份、高锰生铁80份、硅铁12份、镍铁6份、钛铁3份、钼铁7份。
所述用于高强度机械配件的孕育铸铁材料的生产工艺,步骤如下:
1)称取铸造生铁、废钢和机械类废旧生铁,放入至中频真空感应炉中,中频真空感应炉在200KW的功率下工作20min,然后功率提升至450KW,当中频真空感应炉中有五分之一体积的原料熔融为铁水时,停止加热;
2)向中频真空感应炉中加入增碳剂,增碳剂的加入量为中频真空感应炉中原料总重量0.3%,增碳剂加入完毕后,中频真空感应炉在450KW下开始工作,直至中频真空感应炉中所有原料熔融为铁水,其中,所述增碳剂为电极石墨;
3)将中频真空感应炉内的温度调节至1470℃,然后加入高锰生铁,待高锰生铁熔炼完成后,在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度在40mm时,升温至1485℃,取出珍珠岩膜,将温度升高至1500℃,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为20mm,取出珍珠岩膜,保持温度,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为7mm,取出珍珠岩膜;
4)将铁水温度升高至1550℃,以包内冲入法加入加入钛铁和钼铁;
5)以随流孕育的方式加入硅铁和镍铁,对铁液进行孕育化处理;
6)孕育处理完毕后,扒渣3次,保证铁液温度在1390℃浇铸完毕,铸件保温15小时后开箱清理打磨;
7)将打磨后的铸件升温至1050℃,保温5h,进行退火处理,然后出炉空冷至150℃,再升温至500℃进行回火处理,保温2h,出炉空冷至室温,即可。
本发明制备的孕育铸铁材料不易出现缩松,容易孕育,抗拉强度增强,耐磨性增强,硬度适中易加工,铸件不易发生断裂;本发明制备的孕育铸铁材料,原料配比合理,解决了铸件易变形、硬度不够的技术问题,且成本低,实现了资源的回收利用,有利于环境保护。本发明制备的孕育铸铁材料,制备工艺简单,绿色环保。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种用于高强度机械配件的孕育铸铁材料,其特征在于,由以下按照重量份的原料组成:铸造生铁260-280份、废钢170-200份、机械类废旧生铁350-400份、高锰生铁60-80份、硅铁8-12份、镍铁3-6份、钛铁1-3份、钼铁5-7份。
2.根据权利要求1所述的用于高强度机械配件的孕育铸铁材料,其特征在于,由以下按照重量份的原料组成:铸造生铁265-278份、废钢180-190份、机械类废旧生铁360-390份、高锰生铁63-77份、硅铁9-11份、镍铁4-5份、钛铁1.2-2.7份、钼铁5.3-6.6份。
3.根据权利要求2所述的用于高强度机械配件的孕育铸铁材料,其特征在于,由以下按照重量份的原料组成:铸造生铁271份、废钢186份、机械类废旧生铁373份、高锰生铁69份、硅铁10份、镍铁4.3份、钛铁2.1份、钼铁5.8份。
4.一种如权利要求1-3任一所述的用于高强度机械配件的孕育铸铁材料的生产工艺,其特征在于,步骤如下:
1)称取铸造生铁、废钢和机械类废旧生铁,放入至中频真空感应炉中,中频真空感应炉在150-200KW的功率下工作15-20min,然后功率提升至450KW,当中频真空感应炉中有五分之一体积的原料熔融为铁水时,停止加热;
2)向中频真空感应炉中加入增碳剂,增碳剂的加入量为中频真空感应炉中原料总重量0.1-0.3%,增碳剂加入完毕后,中频真空感应炉在450KW下开始工作,直至中频真空感应炉中所有原料熔融为铁水;
3)将中频真空感应炉内的温度调节至1450-1470℃,然后加入高锰生铁,待高锰生铁熔炼完成后,在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度在35-40mm时,升温至1480-1485℃,取出珍珠岩膜,将温度升高至1495-1500℃,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为15-20mm,取出珍珠岩膜,保持温度,再次在铁水表面加入珍珠岩,珍珠岩造渣厚度为5-7mm,取出珍珠岩膜;
4)将铁水温度升高至1520-1550℃,以包内冲入法加入加入钛铁和钼铁;
5)以随流孕育的方式加入硅铁和镍铁,对铁液进行孕育化处理;
6)孕育处理完毕后,扒渣2-3次,保证铁液温度在1370-1390℃浇铸完毕,铸件保温10-15小时后开箱清理打磨;
7)将打磨后的铸件升温至1000-1050℃,保温3-5h,进行退火处理,然后出炉空冷至100-150℃,再升温至450-500℃进行回火处理,保温1-2h,出炉空冷至室温,即可。
5.根据权利要求4所述的用于高强度机械配件的孕育铸铁材料的生产工艺,其特征在于,步骤2)中的增碳剂为电极石墨。
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CN107988545A (zh) * | 2017-11-10 | 2018-05-04 | 江苏恒悦机械有限公司 | 一种废钢再利用制备球墨铸铁铸件的方法 |
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2016
- 2016-12-08 CN CN201611124829.8A patent/CN106756457A/zh active Pending
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