CN107475605A - 一种高强度球铁铸件的热处理方法 - Google Patents

一种高强度球铁铸件的热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高强度球铁铸件的热处理方法，其特征在于，所述热处理方法包括：1)正火：将所述的耐磨铸钢置于温度为1080℃的正火炉中保温14h，在正火炉中冷至室温；2)淬火：在温度为970℃的淬火炉中保温25min，取出水冷至室温；3)回火：在温度250℃的回火炉中保温1.5h，取出空冷至室温。本发明能提高抗拉强度和延伸率，使机械性能提高，降低热处理成本。

Description

一种高强度球铁铸件的热处理方法
技术领域
本发明涉及一种球铁铸件工艺，特别是一种高强度球铁铸件的热处理方法。
背景技术
球墨铸铁是铸铁中的石墨呈现球状的一种铸铁，通过球化处理使石墨形成球状，这种球状石墨可使应力集中小，减小对基体的割裂。由于球墨铸铁的强度、塑度、韧性高，疲劳强度接近于中碳钢，耐磨性优于非合金钢，切削性能可与灰铸铁相媲美，制造成本低等优点，它受到了广泛的应用。
球墨铸铁的生产过程中，将不同配比的原料熔化后即可形成铁液，铁液的质量、球化孕育处理效果等对铸件的质量有着决定性的作用。目前，常规的制造厂在生产材质时，抗拉强度为700MPa，一般延伸率只能达到2％，处于偏低的性能。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种高强度球铁铸件的热处理方法。本发明能提高抗拉强度和延伸率，使机械性能提高，降低热处理成本。
本发明的技术方案：一种高强度球铁铸件的热处理方法，其特征在于，所述高强度球铁铸件由下列重量百分数的成分组成：
碳3.5～3.7％，硅2.5％，锰0.3％，硫≤0.04％，磷≤0.06％，铬0.18～0.21％，铼0.03～0.04％；其余是Fe；
高强度球铁铸件的制备方法按下述步骤进行：
①在电炉中加入25份废钢熔炼，再加入55份回炉料，最后同时加入0.6份的组织改良剂和17份生铁进行熔炼，形成原铁水；
②将球化剂加入到球化包的球化室内，再将孕育剂覆盖在球化剂上，然后将矽钢片覆盖在孕育剂上，最后将组织改良剂加入球化包内；
③将电炉中温度控制在1450℃的原铁水倒入球化包中反应后形成终铁水；
④将终铁水浇入铸型，冷却后得到高强度球铁铸件；
所述热处理方法包括：
1)正火：将所述的耐磨铸钢置于温度为1080℃的正火炉中保温14h，在正火炉中冷至室温；
2)淬火：在温度为970℃的淬火炉中保温25min，取出水冷至室温；
3)回火：在温度250℃的回火炉中保温1.5h，取出空冷至室温。
前述的高强度球铁铸件的热处理方法中，所述步骤①中的组织改良剂的颗粒粒度为3-8mm，所述步骤②中组织改良剂的颗粒粒度为0.1-0.5mm。
前述的高强度球铁铸件的热处理方法中，所述孕育剂是硅钙钡孕育剂，其各组成成分的质量分数分别为Si:＞70％，Ca:2.6-2.7％，Ba：1.5％，余量为Fe。
与现有技术相比，本发明在加料时将生铁最后加入，防止铁水中结晶形核的烧损，提高铁水质量，在熔炼过程中和球化处理过程中分别加入组织改良剂，促进球化时石墨析出更多更细小更圆整，从而提高延伸率，延伸率可达7％；本发明通过控制成份的质量百分比，具有很高的强度，抗拉强度可达800MPa，屈服强度可达402。本发明采用的热处理方法提高铸件机械性能，热处理成本很低，铸件表面后处理工作量小，铸件尺寸精度高。采用淬火和低温回火的结合，工艺操作简单，性能优越。本发明可以消除铸造过程中产生的枝晶间偏析，使组织均匀化，减少方向性，较为稳定。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。一种高强度球铁铸件的热处理方法，其特征在于，所述高强度球铁铸件由下列重量百分数的成分组成：
碳3.5～3.7％，硅2.5％，锰0.3％，硫≤0.04％，磷≤0.06％，铬0.18～0.21％，铼0.03～0.04％；其余是Fe；
高强度球铁铸件的制备方法按下述步骤进行：
①在电炉中加入25份废钢熔炼，再加入55份回炉料，最后同时加入0.6份的组织改良剂和17份生铁进行熔炼，形成原铁水；
②将球化剂加入到球化包的球化室内，再将孕育剂覆盖在球化剂上，然后将矽钢片覆盖在孕育剂上，最后将组织改良剂加入球化包内；
③将电炉中温度控制在1450℃的原铁水倒入球化包中反应后形成终铁水；
④将终铁水浇入铸型，冷却后得到高强度球铁铸件；
所述热处理方法包括：
1)正火：将所述的耐磨铸钢置于温度为1080℃的正火炉中保温14h，在正火炉中冷至室温；
2)淬火：在温度为970℃的淬火炉中保温25min，取出水冷至室温；
3)回火：在温度250℃的回火炉中保温1.5h，取出空冷至室温。
所述步骤①中的组织改良剂的颗粒粒度为3-8mm，所述步骤②中组织改良剂的颗粒粒度为0.1-0.5mm。
所述孕育剂是硅钙钡孕育剂，其各组成成分的质量分数分别为Si:＞70％，Ca:2.6-2.7％，Ba：1.5％，余量为Fe。
本发明改进铸件化学成分，用价格更优的铬代替了贵重金属铜和锡，同样增加珠光体含量，提高铸件的耐磨性，不需要热处理，经检测可满足石油企业专用石油泵要求，且配合成份的改进，使得熔炼铸造工艺更优化合理，熔炼成本更低，铸件的自补缩能力优异，冷却后易获得致。
本发明在加料时将生铁最后加入，防止铁水中结晶形核的烧损，提高铁水质量，在熔炼过程中和球化处理过程中分别加入组织改良剂，促进球化时石墨析出更多更细小更圆整，从而提高延伸率，延伸率可达7％；本发明通过控制成份的质量百分比，具有很高的强度，抗拉强度可达800MPa，屈服强度可达402。本发明采用的热处理方法提高铸件机械性能，热处理成本很低，铸件表面后处理工作量小，铸件尺寸精度高。采用淬火和低温回火的结合，工艺操作简单，性能优越。本发明可以消除铸造过程中产生的枝晶间偏析，使组织均匀化，减少方向性，较为稳定。

Claims (3)

1.一种高强度球铁铸件的热处理方法，其特征在于，所述高强度球铁铸件由下列重量百分数的成分组成：
碳3.5～3.7％，硅2.5％，锰0.3％，硫≤0.04％，磷≤0.06％，铬0.18～0.21％，铼0.03～0.04％；其余是Fe；
高强度球铁铸件的制备方法按下述步骤进行：
①在电炉中加入25份废钢熔炼，再加入55份回炉料，最后同时加入0.6份的组织改良剂和17份生铁进行熔炼，形成原铁水；
②将球化剂加入到球化包的球化室内，再将孕育剂覆盖在球化剂上，然后将矽钢片覆盖在孕育剂上，最后将组织改良剂加入球化包内；
③将电炉中温度控制在1450℃的原铁水倒入球化包中反应后形成终铁水；
④将终铁水浇入铸型，冷却后得到高强度球铁铸件；
所述热处理方法包括：
1)正火：将所述的耐磨铸钢置于温度为1080℃的正火炉中保温14h，在正火炉中冷至室温；
2)淬火：在温度为970℃的淬火炉中保温25min，取出水冷至室温；
3)回火：在温度250℃的回火炉中保温1.5h，取出空冷至室温。
2.根据权利要求1所述的高强度球铁铸件的热处理方法，其特征在于：所述步骤①中的组织改良剂的颗粒粒度为3-8mm，所述步骤②中组织改良剂的颗粒粒度为0.1-0.5mm。
3.根据权利要求1所述的高强度球铁铸件的热处理方法，其特征在于：所述孕育剂是硅钙钡孕育剂，其各组成成分的质量分数分别为Si:＞70％，Ca:2.6-2.7％，Ba：1.5％，余量为Fe。
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