CN107354374A - 一种高强度耐磨灰铸铁及其随流孕育工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高强度耐磨灰铸铁及其随流孕育工艺，涉及耐磨灰铸铁孕育技术领域。本发明本发明包括各成分的重量比如下：C：4.28％，Cr：0.05％，Mn：1.57％，Si：0.38％，Ti：0.38％，P<0.02％，S<0.15％，B：0.67％，Ni：0.96％，Mo：0.082％，V：0.11％，Sn：0.09％，其余为Fe。本发明通过对灰铸铁制造的过程中采用炉前和包内孕育处理，将硅钡孕育剂和稀土硅铁混合烘烤至100～150℃后，随出铁槽随流加入铁液中进行随流孕育处理，促进形核、抑制生长，细化晶粒，促进石墨化，减少白口倾向；改善断面的均匀性，提高灰铸铁的力学性能，提高灰铸铁的耐磨性能。

Description

一种高强度耐磨灰铸铁及其随流孕育工艺
技术领域
本发明属于耐磨灰铸铁孕育技术领域，特别是涉及一种高强度耐磨灰铸铁及其随流孕育工艺。
背景技术
孕育处理是指在凝固过程中，向液态金属中添加少量其它物质，促进形核、抑制生长，达到细化晶粒的目的。习惯上，向铸铁中加入添加剂称为孕育处理，加入合金则称变质处理。从本质上说，孕育处理主要影响形核和促进晶粒游离；而变质处理则是改变晶体的生长机理，从而影响晶体形貌。灰铸铁基本上是由铁、碳和硅组成的共晶型合金，其中，碳主要以石墨的形态存在。生产优质铸件，控制铸铁凝固时形成的石墨的形态和基体金属组织是至关重要的。孕育处理是生产工艺中最重要的环节之一，良好的孕育处理可使灰铸铁具有符合要求的显微组织，从而保证铸件的力学性能和加工性能。在液态铸铁中加入孕育剂，可以形成大量亚显微核心，促使共晶团在液相中生成。
灰铸铁的金相组织主要由片状石墨、金属基体和晶界共晶物组成。灰铸铁的力学性能取决于其基体组织和片状石墨的分布状况。按照组织特征，铸态或经热处理后的灰铸铁基体可以使铁素体、片状珠光体、粒状珠光体、托氏体、粒状贝氏体、针状贝氏体、马氏体等。其中片状珠光体是铁素体和滲碳体片层相间、交替排列的组织。但用传统的75Si进行孕育时，会使珠光体在不同的温度下形成，其硬度会不均匀，由于孕育剂与高温铁水反应，生成二氧化硅作为石墨初生核，使铁水中的碳向石墨转变，但由于氧化硅的还原反应，会使铁水中的硅含量渐渐减少，这样就会减小铁水的过冷度，过冷度越小就越容易倾向碳-渗碳体系转变。同样化学成分的铁液经过不同的处理工艺，能产生不同性能的灰铸铁组织。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度耐磨灰铸铁及其随流孕育工艺，通过对灰铸铁制造的过程中采用炉前和包内孕育处理，调整C和Si的含量配比，促进石墨化，减少白口倾向；改善断面的均匀性，提高灰铸铁的力学性能。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种高强度耐磨灰铸铁，各成分的重量比如下：C：4.15～4.39％，Cr：0.04～0.08％，Mn：1.58～2.87％，Si：0.35～0.64％，Ti：0.35～0.4％，P<0.02％，S<0.15％，B：0.04～0.83％，Ni：0.06～1.25％，Mo：0.015～0.093％，V：0.05～0.14％，Sn：0.05～0.12％，其余为Fe；其中，C含量相对于Si含量之比为6.2～12.5的范围；其中，Mn含量比Si含量高0.8～2.8％的范围。
进一步地，所述各成分的重量比如下：C：4.28％，Cr：0.05％，Mn：1.57％，Si：0.38％，Ti：0.38％，P<0.02％，S<0.15％，B：0.67％，Ni：0.96％，Mo：0.082％，V：0.11％，Sn：0.09％，其余为Fe。
一种高强度耐磨灰铸铁的随流孕育工艺，包括如下步骤：
SS01将原材料按照配比加入冲天炉中进行熔炼，采用感应电炉对铁液温度进行成分和温度调节，熔炼温度达到1350～1400℃时，保温取样检验成分，当成分含量合格时，迅速升温至1500～1550℃；熔融后调质处理，出炉得到铁液；
SS02将电解铜加入包底，将SS01中的铁液注入包内，再将铬铁、精锡加入包内进行低合金化处理；
SS03将硅钡孕育剂和稀土硅铁混合烘烤至100～150℃后，随出铁槽随流加入铁液中进行随流孕育处理。
进一步地，所述SS01中铁液出炉温度为1480～1520℃。
进一步地，所述SS03中的孕育剂粒度为25～35目；SS03中孕育处理的孕育剂量控制在0.35～0.45％；SS03中孕育处理的孕育温度为1430～1450℃。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过对灰铸铁制造的过程中采用炉前和包内孕育处理，调整C和Si的含量配比，将硅钡孕育剂和稀土硅铁混合烘烤至100～150℃后，随出铁槽随流加入铁液中进行随流孕育处理，促进形核、抑制生长，细化晶粒，促进石墨化，减少白口倾向；改善断面的均匀性，提高灰铸铁的力学性能，提高灰铸铁的耐磨性能。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明为一种高强度耐磨灰铸铁，各成分的重量比如下：C：4.15～4.39％，Cr：0.04～0.08％，Mn：1.58～2.87％，Si：0.35～0.64％，Ti：0.35～0.4％，P<0.02％，S<0.15％，B：0.04～0.83％，Ni：0.06～1.25％，Mo：0.015～0.093％，V：0.05～0.14％，Sn：0.05～0.12％，其余为Fe；其中，C含量相对于Si含量之比为6.2～12.5的范围；其中，Mn含量比Si含量高0.8～2.8％的范围。
其中，所述各成分的重量比如下：C：4.28％，Cr：0.05％，Mn：1.57％，Si：0.38％，Ti：0.38％，P<0.02％，S<0.15％，B：0.67％，Ni：0.96％，Mo：0.082％，V：0.11％，Sn：0.09％，其余为Fe。
一种高强度耐磨灰铸铁的随流孕育工艺，包括如下步骤：
SS01将原材料按照配比加入冲天炉中进行熔炼，采用感应电炉对铁液温度进行成分和温度调节，熔炼温度达到1350～1400℃时，保温取样检验成分，当成分含量合格时，迅速升温至1500～1550℃；熔融后调质处理，出炉得到铁液；
SS02将电解铜加入包底，将SS01中的铁液注入包内，再将铬铁、精锡加入包内进行低合金化处理；
SS03将硅钡孕育剂和稀土硅铁混合烘烤至100～150℃后，随出铁槽随流加入铁液中进行随流孕育处理。
其中，SS01中铁液出炉温度为1480～1520℃。
其中，SS03中孕育剂粒度为25～35目；SS03中孕育处理的孕育剂量控制在0.35～0.45％；SS03中孕育处理的孕育温度为1430～1450℃。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种高强度耐磨灰铸铁，其特征在于，各成分的重量比如下：
C：4.15～4.39％，Cr：0.04～0.08％，Mn：1.58～2.87％，Si：0.35～0.64％，Ti：0.35～0.4％，P<0.02％，S<0.15％，B：0.04～0.83％，Ni：0.06～1.25％，Mo：0.015～0.093％，V：0.05～0.14％，Sn：0.05～0.12％，其余为Fe；
其中，C含量相对于Si含量之比为6.2～12.5的范围；
其中，Mn含量比Si含量高0.8～2.8％的范围。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨灰铸铁，其特征在于，各成分的重量比如下：
C：4.28％，Cr：0.05％，Mn：1.57％，Si：0.38％，Ti：0.38％，P<0.02％，S<0.15％，B：0.67％，Ni：0.96％，Mo：0.082％，V：0.11％，Sn：0.09％，其余为Fe。
3.一种高强度耐磨灰铸铁的随流孕育工艺，其特征在于，包括如下步骤：
SS01将原材料按照配比加入冲天炉中进行熔炼，采用感应电炉对铁液温度进行成分和温度调节，熔炼温度达到1350～1400℃时，保温取样检验成分，当成分含量合格时，迅速升温至1500～1550℃；熔融后调质处理，出炉得到铁液；
SS02将电解铜加入包底，将SS01中的铁液注入包内，再将铬铁、精锡加入包内进行低合金化处理；
SS03将硅钡孕育剂和稀土硅铁混合烘烤至100～150℃后，随出铁槽随流加入铁液中进行随流孕育处理。
4.根据权利要求3所述的一种高强度耐磨灰铸铁的随流孕育工艺，其特征在于，所述SS01中铁液出炉温度为1480～1520℃。
5.根据权利要求3所述的一种高强度耐磨灰铸铁的随流孕育工艺，其特征在于，所述SS03中的孕育剂粒度为25～35目。
6.根据权利要求3所述的一种高强度耐磨灰铸铁的随流孕育工艺，其特征在于，所述SS03中孕育处理的孕育剂量控制在0.35～0.45％。
7.根据权利要求3所述的一种高强度耐磨灰铸铁的随流孕育工艺，其特征在于，所述SS03中孕育处理的孕育温度为1430～1450℃。
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