CN107475600A - 多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，包括熔炼、球化和孕育、浇注、退火；熔炼后铁水包括以下质量百分比组分C：2.95‑3.15％、Si：2.80‑3.10％、Mn：0.20‑0.30％、S≤0.02％、P≤0.05％、Ni：0.30‑0.35％、Mo：0.15‑0.25％、V：0.05‑0.08％、Ti：0.10‑0.12％、Cu：0.30‑0.40％，熔炼温度1550‑1560℃，通过双通道堤坝浇注。该方法可降低对S、P的含量要求，降低成本，获得的球墨铸铁玻璃模具材料具有高球化率及高寿命特点。

Description

多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种铸铁材料的制备方法，特别是涉及一种多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法。
背景技术
球墨铸铁是高强度铸铁材料，其强度、韧性、耐磨性均较高，球化和孕育处理后的塑性和韧性得到很大提高。因为球墨铸铁的导热性较好加之机械性能优势，其适合于玻璃模具使用环境的要求。中国专利CN105112771A公开了一种高球化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，其获得的球磨铸铁材料具有高球化特点，相应的玻璃模具减少了材料中片状石墨以减少材料内部的氧化侵蚀。但是该方法严格要求S、P元素在0.01％以下，这个要求对于现有的原料，需要进行仔细筛选，这一过程无疑增加了生产成本。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，降低对S、P的含量要求，提高球墨铸铁球化率使玻璃模具寿命达到80万次以上。
本发明的技术方案是这样的：一种多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，包括以下步骤：对各原料进行熔炼，使熔炼后铁水包括以下质量百分比组分，C：2.95-3.15％、Si：2.80-3.10％、Mn：0.20-0.30％、S≤0.02％、P≤0.05％、Ni：0.30-0.35％、Mo：0.15-0.25％、V：0.05-0.08％、Ti：0.10-0.12％、Cu：0.30-0.40％，其余为Fe和不可避免的杂质，熔炼温度为1550-1560℃；在铁水包底部构筑中间高、两侧低的堤坝，所述堤坝的一侧由下往上依次铺设球化剂、铁屑和孕育剂，所述堤坝内部设置第一铁水通道和第二铁水通道，所述第一铁水通道和第二铁水通道的出口位于堤坝设置球化剂的一侧，第一铁水通道和第二铁水通道的入口位于堤坝的另一侧且水平高度高于出口，所述第二铁水通道的出口高于第一铁水通道的出口，所述球化剂铺设高度位于第一铁水通道出口与第二铁水通道出口之间；将熔炼后铁水从所述堤坝未铺设球化剂一侧的铁水包壁冲入铁水包内；球化反应和孕育结束的铁水进行浇注；浇注结束后从砂模取出毛坯进行退火处理。
优选的，所述堤坝高度为铺设球化剂、铁屑和孕育剂总高度的2-3倍。
优选的，所述球化剂占铁水质量的0.6-0.8％，所述孕育剂占铁水质量的0.8-1.0％，所述铁屑完全覆盖球化剂表面。
优选的，所述球化剂为稀土镁硅铁合金球化剂。
优选的，所述铁水采用保温浇注，浇注温度为1430-1440℃。
优选的，所述退火处理是将毛坯放入退火炉加热至860-890℃，随炉冷却至360-380℃后出炉空冷。
本发明的技术方案操作过程易于控制，通过C、Si、Mn三者含量的调整控制结合较高的熔炼温度，使得该材料性能对合金中有害元素不再过于敏感，无需严格控制S、P小于0.01％，降低了成本，获得的玻璃模具材料球化率大于96％，球化等级为II，石墨等级为6-8级，模具生产使用寿命超过80万次。
附图说明
图1为铁水包结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限定。
请结合图1，实施例1
多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，包括以下步骤：将各原料放入中频炉进行熔炼，使熔炼后铁水包括以下质量百分比组分，C：2.95％、Si：2.8％、Mn：0.30％、S：0.02％、P：0.05％、Ni：0.35％、Mo：0.15％、V：0.05％、Ti：0.10％、Cu：0.30％，其余为Fe和不可避免的杂质，铁水熔炼温度为1555℃；浇包时，在铁水包1底部构筑中间高、两侧低的堤坝2，堤坝2的一侧由下往上依次铺设稀土镁硅铁合金球化剂3、铁屑4和孕育剂5。球化剂占铁水质量0.8％，孕育剂占铁水质量的0.8，完全覆盖球化剂表面。堤坝2高度为铺设球化剂3、铁屑4和孕育剂5总高度的2倍。堤坝2内部设置第一铁水通道6和第二铁水通道7，第一铁水通道6和第二铁水通道7的出口位于堤坝2设置球化剂3的一侧，第一铁水通道6和第二铁水通道7的入口位于堤坝2的另一侧且水平高度高于出口。其中第二铁水通道7的出口高于第一铁水通道6的出口，球化剂3铺设高度位于第一铁水通道6出口与第二铁水通道7出口之间；将熔炼后铁水8从堤坝2未铺设球化剂3一侧的铁水包壁冲入铁水包1内；球化反应和孕育结束的铁水进行保温浇注，浇注温度为1430℃；浇注结束后从砂模取出毛坯进行退火处理，将毛坯放入退火炉加热至860℃，随炉冷却至360℃后出炉空冷。获得的玻璃模具材料球化率96％，模具生产使用寿命84万次。
实施例2
多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，包括以下步骤：将各原料放入中频炉进行熔炼，使熔炼后铁水包括以下质量百分比组分，C：3.02％、Si：2.91％、Mn：0.28％、S：0.02％、P：0.04％、Ni：0.30％、Mo：0.18％、V：0.06％、Ti：0.11％、Cu：0.40％，其余为Fe和不可避免的杂质，铁水熔炼温度为1560℃；浇包时，在铁水包1底部构筑中间高、两侧低的堤坝2，堤坝2的一侧由下往上依次铺设稀土镁硅铁合金球化剂3、铁屑4和孕育剂5。球化剂占铁水质量0.6％，孕育剂占铁水质量的0.9，完全覆盖球化剂表面。堤坝2高度为铺设球化剂3、铁屑4和孕育剂5总高度的3倍。堤坝2内部设置第一铁水通道6和第二铁水通道7，第一铁水通道6和第二铁水通道7的出口位于堤坝2设置球化剂3的一侧，第一铁水通道6和第二铁水通道7的入口位于堤坝2的另一侧且水平高度高于出口。其中第二铁水通道7的出口高于第一铁水通道6的出口，球化剂3铺设高度位于第一铁水通道6出口与第二铁水通道7出口之间；将熔炼后铁水8从堤坝2未铺设球化剂3一侧的铁水包壁冲入铁水包1内；球化反应和孕育结束的铁水进行保温浇注，浇注温度为1435℃；；浇注结束后从砂模取出毛坯进行退火处理，将毛坯放入退火炉加热至890℃，随炉冷却至380℃后出炉空冷。获得的玻璃模具材料球化率96％，模具生产使用寿命85万次。
实施例3
多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，包括以下步骤：将各原料放入中频炉进行熔炼，使熔炼后铁水包括以下质量百分比组分，C：3.15％、Si：3.04％、Mn：0.23％、S：0.01％、P：0.03％、Ni：0.30％、Mo：0.22％、V：0.08％、Ti：0.12％、Cu：0.33％，其余为Fe和不可避免的杂质，铁水熔炼温度为1550℃；浇包时，在铁水包1底部构筑中间高、两侧低的堤坝2，堤坝2的一侧由下往上依次铺设稀土镁硅铁合金球化剂3、铁屑4和孕育剂5。球化剂占铁水质量0.7％，孕育剂占铁水质量的1.0，完全覆盖球化剂表面。堤坝2高度为铺设球化剂3、铁屑4和孕育剂5总高度的2倍。堤坝2内部设置第一铁水通道6和第二铁水通道7，第一铁水通道6和第二铁水通道7的出口位于堤坝2设置球化剂3的一侧，第一铁水通道6和第二铁水通道7的入口位于堤坝2的另一侧且水平高度高于出口。其中第二铁水通道7的出口高于第一铁水通道6的出口，球化剂3铺设高度位于第一铁水通道6出口与第二铁水通道7出口之间；将熔炼后铁水8从堤坝2未铺设球化剂3一侧的铁水包壁冲入铁水包1内；球化反应和孕育结束的铁水进行保温浇注，浇注温度为1440℃；浇注结束后从砂模取出毛坯进行退火处理，将毛坯放入退火炉加热至880℃，随炉冷却至370℃后出炉空冷。获得的玻璃模具材料球化率96％，模具生产使用寿命86万次。
实施例4
多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，包括以下步骤：将各原料放入中频炉进行熔炼，使熔炼后铁水包括以下质量百分比组分，C：3.06％、Si：3.10％、Mn：0.20％、S：0.02％、P：0.04％、Ni：0.31％、Mo：0.25％、V：0.05％、Ti：0.11％、Cu：0.35％，其余为Fe和不可避免的杂质，铁水熔炼温度为1560℃；浇包时，在铁水包1底部构筑中间高、两侧低的堤坝2，堤坝2的一侧由下往上依次铺设稀土镁硅铁合金球化剂3、铁屑4和孕育剂5。球化剂占铁水质量0.7％，孕育剂占铁水质量的1.0，完全覆盖球化剂表面。堤坝2高度为铺设球化剂3、铁屑4和孕育剂5总高度的2倍。堤坝2内部设置第一铁水通道6和第二铁水通道7，第一铁水通道6和第二铁水通道7的出口位于堤坝2设置球化剂3的一侧，第一铁水通道6和第二铁水通道7的入口位于堤坝2的另一侧且水平高度高于出口。其中第二铁水通道7的出口高于第一铁水通道6的出口，球化剂3铺设高度位于第一铁水通道6出口与第二铁水通道7出口之间；将熔炼后铁水8从堤坝2未铺设球化剂3一侧的铁水包壁冲入铁水包1内；球化反应和孕育结束的铁水进行保温浇注，浇注温度为1435℃；浇注结束后从砂模取出毛坯进行退火处理，将毛坯放入退火炉加热至875℃，随炉冷却至375℃后出炉空冷。获得的玻璃模具材料球化率97％，模具生产使用寿命85万次。
对比例
球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法包括以下步骤：将各原料放入中频炉进行熔炼，使熔炼后铁水包括以下质量百分比组分，C：3.76％、Si：2.29％、Mn：0.55％、S：0.02％、P：0.04％、Ni：0.32％、Mo：0.16％、V：0.1％、Ti：0.1％、Cu：0.32％，其余为Fe和不可避免的杂质，铁水熔炼温度为1500℃；浇包时，在铁水包1底部构筑中间高、两侧低的堤坝2，堤坝2的一侧由下往上依次铺设稀土镁硅铁合金球化剂3、铁屑4和孕育剂5。球化剂占铁水质量0.7％，孕育剂占铁水质量的1.0，完全覆盖球化剂表面。堤坝2高度为铺设球化剂3、铁屑4和孕育剂5总高度的2倍。堤坝2内部设置第一铁水通道6和第二铁水通道7，第一铁水通道6和第二铁水通道7的出口位于堤坝2设置球化剂3的一侧，第一铁水通道6和第二铁水通道7的入口位于堤坝2的另一侧且水平高度高于出口。其中第二铁水通道7的出口高于第一铁水通道6的出口，球化剂3铺设高度位于第一铁水通道6出口与第二铁水通道7出口之间；将熔炼后铁水8从堤坝2未铺设球化剂3一侧的铁水包壁冲入铁水包1内；球化反应和孕育结束的铁水进行浇注；浇注结束后从砂模取出毛坯进行退火处理，将毛坯放入退火炉加热至880℃，随炉冷却至370℃后出炉空冷。获得的玻璃模具材料球化率94％，模具生产使用寿命73万次。

Claims (6)

1.一种多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：对各原料进行熔炼，使熔炼后铁水包括以下质量百分比组分，C：2.95-3.15％、Si：2.80-3.10％、Mn：0.20-0.30％、S≤0.02％、P≤0.05％、Ni：0.30-0.35％、Mo：0.15-0.25％、V：0.05-0.08％、Ti：0.10-0.12％、Cu：0.30-0.40％，其余为Fe和不可避免的杂质，熔炼温度为1550-1560℃；在铁水包底部构筑中间高、两侧低的堤坝，所述堤坝的一侧由下往上依次铺设球化剂、铁屑和孕育剂，所述堤坝内部设置第一铁水通道和第二铁水通道，所述第一铁水通道和第二铁水通道的出口位于堤坝设置球化剂的一侧，第一铁水通道和第二铁水通道的入口位于堤坝的另一侧且水平高度高于出口，所述第二铁水通道的出口高于第一铁水通道的出口，所述球化剂铺设高度位于第一铁水通道出口与第二铁水通道出口之间；将熔炼后铁水从所述堤坝未铺设球化剂一侧的铁水包壁冲入铁水包内；球化反应和孕育结束的铁水进行浇注；浇注结束后从砂模取出毛坯进行退火处理。
2.根据权利要求1所述的多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，其特征在于，所述堤坝高度为铺设球化剂、铁屑和孕育剂总高度的2-3倍。
3.根据权利要求1所述的多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，其特征在于，所述球化剂占铁水质量的0.6-0.8％，所述孕育剂占铁水质量的0.8-1.0％，所述铁屑完全覆盖球化剂表面。
4.根据权利要求1所述的多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，其特征在于，所述球化剂为稀土镁硅铁合金球化剂。
5.根据权利要求1所述的多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，其特征在于，所述铁水采用保温浇注，浇注温度为1430-1440℃。
6.根据权利要求1所述的多元化球墨铸铁玻璃模具材料的制备方法，其特征在于，所述退火处理是将毛坯放入退火炉加热至860-890℃，随炉冷却至360-380℃后出炉空冷。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20171215

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