CN107779737B - 高硅球墨铸铁及其制备方法 - Google Patents
高硅球墨铸铁及其制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107779737B CN107779737B CN201711003928.5A CN201711003928A CN107779737B CN 107779737 B CN107779737 B CN 107779737B CN 201711003928 A CN201711003928 A CN 201711003928A CN 107779737 B CN107779737 B CN 107779737B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- iron
- high silicon
- spheroidal graphite
- graphite cast
- silicon
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
- C21C1/10—Making spheroidal graphite cast-iron
- C21C1/105—Nodularising additive agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/08—Making cast-iron alloys
- C22C33/10—Making cast-iron alloys including procedures for adding magnesium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C37/00—Cast-iron alloys
- C22C37/04—Cast-iron alloys containing spheroidal graphite
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)
- Investigating And Analyzing Materials By Characteristic Methods (AREA)
Abstract
一种高硅球墨铸铁，所述高硅球墨铸铁包含化学成分及重量为：碳：3.0％‑3.3％、硅：3.8％‑4.0％、锰≤0.15％、磷≤0.03％、硫≤0.01％、镁：0.04％‑0.06％、铈：锑≥1.2，余量为铁，本发明通过控制所述高硅球墨铸铁的化学成份，使得所述材料具有硬度均匀、机械加工性能良好的特点，所述高硅球墨铸铁材料具有大于等于530MPa的抗拉强度、大于等于400MPa的屈服强度和大于等于12.5％的延伸率，本发明通过所述变质处理工艺，使得所述高硅球墨铸铁材料在铸态下铁素体含量在95％以上。本发明通过将铈和锑的含量及其比例控制在一定范围内，提高了石墨的圆整度、消除了碎块状石墨。
Description
技术领域
本发明涉及冶炼技术领域，尤其涉及一种高硅球墨铸铁及其制备方法。
背景技术
在生产球墨铸铁时，珠光体及铁素体混合基体的球墨铸铁，生产成本高需要加入合金铜提高其性能，延伸率较低，例如牌号QT500-7。而铁素体基体随着硅含量的增高会出现碎块状石墨恶化其力学性能。如何低成本的获得高强度高伸长率的球墨铸铁，同时保证其石墨形态即是本发明要解决的问题。
发明内容
有必要提出一种抗冲击性能好、抗拉强度、屈服强度、延伸率较好的高硅球墨铸铁。
还有必要提出一种高硅球墨铸铁的制备方法。
一种高硅球墨铸铁，所述高硅球墨铸铁包含化学成分及重量为：碳：3.0％-3.3％、硅：3.8％-4.0％、锰≤0.15％、磷≤0.03％、硫≤0.01％、镁：0.04％-0.06％、铈：锑≥1.2，余量为铁。
一种高硅球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：
将原材料按照以下重量配比准备：生铁55％～60％、废钢30％～35％、机铁5％～10％、硅铁3％～3.2％；
熔炼：将上述原材料按照废钢、机铁、生铁的顺序加料，熔化温度小于1380℃，熔化完成后对铁水取样检测，取样温度控制在1420℃～1440℃之间；
过热温度检测：检测铁水的过热温度保证在1470℃～1490℃之间；
过冷度检测：检测铁水的过冷度高于6℃；
变质：首先、选取不含稀土的硅镁合金做为球化剂，所述球化剂的粒度为10mm-20mm，所述不含稀土的硅镁合金的用量为浇注重量的1.0％-1.2％；选取含钇的重稀土做为球化剂，所述球化剂的粒度为10mm-20mm，所述含钇的重稀土的用量为浇注重量的0.2％-0.4％；选取锑作为球化剂，锑的用量为浇注重量的0.005％-0.008％，将这三种球化剂放置在钢包包底的球化反应室内；
其次、在球化剂上放置浇注重量0.3％左右的长效孕育剂，选取浇注重量为0.2％的碳化硅为预处理剂，将所述预处理剂放置在长效孕育剂上并覆盖硅钢片，并使所述硅钢片在球化反应之前熔解完成，防止提前反应，同时达到稳定原铁水质量的目的；
第三、将铁水出铁至钢包内，在出铁至30％时加入0.5％的上述长效孕育剂进行随流孕育，从而保证孕育效果；
第四、在浇注之前，加入浇注重量为0.1％-0.2％的上述长效孕育剂进行随流孕育，所述长效孕育剂的粒度为0.3mm-0.6mm，以有益于提高铁水中的石墨数量和石墨形态。
本发明通过控制所述高硅球墨铸铁的化学成份，使得所述材料具有硬度均匀、机械加工性能良好的特点，所述高硅球墨铸铁材料具有大于等于530MPa的抗拉强度、大于等于400MPa的屈服强度和大于等于12.5％的延伸率，本发明通过所述变质处理工艺，使得所述高硅球墨铸铁材料在铸态下铁素体含量在95％以上。本发明通过将铈和锑的含量及其比例控制在一定范围内，提高了石墨的圆整度、消除了碎块状石墨。
附图说明
图1和图2为高硅球墨铸铁材料U70试块的典型金相照片。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
本发明实施例提供了一种高硅球墨铸铁，所述高硅球墨铸铁包含化学成分及重量为：碳：3.0％-3.3％、硅：3.8％-4.0％、锰≤0.15％、磷≤0.03％、硫≤0.01％、镁：0.04％-0.06％、铈：锑≥1.2，余量为铁。
进一步，所述高硅球墨铸铁包含化学成分及重量为：碳：3.0％-3.3％、硅：3.8％-4.0％、锰≤0.15％、磷≤0.03％、硫≤0.01％、镁：0.04％-0.06％、锑：0.002％-0.005％、铈≤0.006％，余量为铁。
进一步，所述高硅球墨铸铁包含化学成分及重量为：碳：3.0％-3.3％、硅：3.8％-4.0％、锰≤0.15％、磷≤0.03％、硫≤0.01％、镁：0.04％-0.06％、锑：0.005％、铈：0.006％，余量为铁。
进一步，所述高硅球墨铸铁包含化学成分及重量为：碳：3.0％-3.3％、硅：3.8％-4.0％、锰≤0.15％、磷≤0.03％、硫≤0.01％、镁：0.04％-0.06％、锑：0.002％、铈≤0.006％，余量为铁。具体实施例中，锑和铈的含量还可以为，锑：0.003％、铈≤0.006％；锑：0.004％、铈≤0.006％；锑：0.005％、铈≤0.006％；锑：0.002％、铈≤0.003％；锑：0.002％、铈≤0.004％；锑：0.002％、铈≤0.005％等满足铈：锑≥1.2的条件即可。
上述各方案中的硅含量可以为：3.8％或3.9％或4.0％。
本发明还提出一种如高硅球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：
将原材料按照以下重量配比准备：生铁55％～60％、废钢30％～35％、机铁5％～10％、硅铁3％～3.2％；
熔炼：将上述原材料按照废钢、机铁、生铁的顺序加料，熔化温度小于1380℃，熔化完成后对铁水取样检测，取样温度控制在1420℃～1440℃之间；
过热温度检测：检测铁水的过热温度保证在1470℃～1490℃之间；
过冷度检测：检测铁水的过冷度高于6℃；
变质：首先、选取不含稀土的硅镁合金做为球化剂，所述球化剂的粒度为10mm-20mm，所述不含稀土的硅镁合金的用量为浇注重量的1.0％-1.2％；选取含钇的重稀土做为球化剂，所述球化剂的粒度为10mm-20mm，所述含钇的重稀土的用量为浇注重量的0.2％-0.4％；选取锑作为球化剂，锑的用量为浇注重量的0.005％-0.008％，将这三种球化剂放置在钢包包底的球化反应室内；
其次、在球化剂上放置浇注重量0.3％左右的长效孕育剂，选取浇注重量为0.2％的碳化硅为预处理剂，将所述预处理剂放置在长效孕育剂上并覆盖硅钢片，并使所述硅钢片在球化反应之前熔解完成，防止提前反应，同时达到稳定原铁水质量的目的；
第三、将铁水出铁至钢包内，在出铁至30％时加入0.5％的上述长效孕育剂进行随流孕育，从而保证孕育效果；
第四、在浇注之前，加入浇注重量为0.1％-0.2％的上述长效孕育剂进行随流孕育，所述长效孕育剂的粒度为0.3mm-0.6mm，以有益于提高铁水中的石墨数量和石墨形态。
本发明克服了现有技术中难以低成本的获得高强度高伸长率的球墨铸铁的不足，提供了一种高硅球墨铸铁的制备方法，所述方法使得所述高硅球墨铸铁材料在铸态下能够有95％以上的铁素体，于传统熔炼工艺相比有如下优点，1、解决了厚大断面石墨形态不良的问题，比如碎块状石墨。2、提高了石墨的圆整度，VI石墨可以达到80％以上。3、与同牌号的混合基体球墨铸铁相比具有高强度、高延伸率、低成本的特点。
进一步，在过冷度检测步骤中，若检测铁水的过冷度低于6℃，则向熔化炉内加入0.1％～0.2％的生铁调整过冷度满足工艺要求。生铁的加入使得铁水的纯度更高，过冷度调整速度更快，且不引入其他元素。
进一步，所述所述长效孕育剂为硫氧孕育剂。
进一步，所述含钇的重稀土中含有铈元素。
本发明中提及的各组分、原材料为与熔炼后铁水重量的比例。例如，假设熔炼后铁水的重量为1t，加入浇注重量为0.1％-0.2％的长效孕育剂，则长效孕育剂的用量为0.1％-0.2％*1t＝1-2kg。
本发明生产的所述高硅球墨铸铁材料的U70试块的机械性能指标如表1。其中，U70试块即形状为“U”、厚度为70mm的试块。参见图1、图2，对该试块取三个试样进行性能检测，得到下表，
表1高硅球墨铸铁材料U70试块机械性能实测值
上表可知，本发明生产的所述高硅球墨铸铁材料的机械性能指标为：抗拉强度≥530MPa、屈服强度≥400MPa、延伸率≥12.5％。
本发明实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。
Claims (5)
1.一种高硅球墨铸铁，其特征在于：所述高硅球墨铸铁包含化学成分及重量为：碳：3.0％-3.3％、硅：3.8％-4.0％、锰≤0.15％、磷≤0.03％、硫≤0.01％、镁：0.04％-0.06％、铈：锑≥1.2，余量为铁；
所述高硅球墨铸铁是采用以下方法制备得到的：
将原材料按照以下重量配比准备：生铁55％～60％、废钢30％～35％、机铁5％～10％、硅铁3％～3.2％；
熔炼：将上述原材料按照废钢、机铁、生铁的顺序加料，熔化温度小于1380℃，熔化完成后对铁水取样检测，取样温度控制在1420℃～1440℃之间；
过热温度检测：检测铁水的过热温度保证在1470℃～1490℃之间；
过冷度检测：检测铁水的过冷度高于6℃；
变质：首先、选取不含稀土的硅镁合金做为球化剂，所述球化剂的粒度为10mm-20mm，所述不含稀土的硅镁合金的用量为浇注重量的1.0％-1.2％；选取含钇的重稀土做为球化剂，所述球化剂的粒度为10mm-20mm，所述含钇的重稀土的用量为浇注重量的0.2％-0.4％；选取锑作为球化剂，锑的用量为浇注重量的0.005％-0.008％，将这三种球化剂放置在钢包包底的球化反应室内；
其次、在球化剂上放置浇注重量0.3％的长效孕育剂，选取浇注重量为0.2％的碳 化硅为预处理剂，将所述预处理剂放置在长效孕育剂上并覆盖硅钢片，并使所述硅钢片在 球化反应之前熔解完成，防止提前反应，同时达到稳定原铁水质量的目的；
第三、将铁水出铁至钢包内，在出铁至30％时加入0.5％的上述长效孕育剂进行随流孕育，从而保证孕育效果；
第四、在浇注之前，加入浇注重量为0.1％-0.2％的上述长效孕育剂进行随流孕育，所述长效孕育剂的粒度为0.3mm-0.6mm，以有益于提高铁水中的石墨数量和石墨形态。
2.如权利要求1所述的高硅球墨铸铁，其特征在于：所述高硅球墨铸铁包含化学成分及重量为：碳：3.0％-3.3％、硅：3.8％-4.0％、锰≤0.15％、磷≤0.03％、硫≤0.01％、镁：0.04％-0.06％、锑：0.002％-0.005％、铈≤0.006％，余量为铁。
3.如权利要求2所述的高硅球墨铸铁，其特征在于：所述高硅球墨铸铁包含化学成分及重量为：碳：3.0％-3.3％、硅：3.8％-4.0％、锰≤0.15％、磷≤0.03％、硫≤0.01％、镁：0.04％-0.06％、锑：0.005％、铈：0.006％，余量为铁。
4.如权利要求2所述的高硅球墨铸铁，其特征在于：所述高硅球墨铸铁包含化学成分及重量为：碳：3.0％-3.3％、硅：3.8％-4.0％、锰≤0.15％、磷≤0.03％、硫≤0.01％、镁：0.04％-0.06％、锑：0.002％、铈≤0.006％，余量为铁。
5.如权利要求1所述的高硅球墨铸铁，其特征在于：所述变质步骤中提及的所述长效孕育剂为 硫氧孕育剂。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711003928.5A CN107779737B (zh) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | 高硅球墨铸铁及其制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201711003928.5A CN107779737B (zh) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | 高硅球墨铸铁及其制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107779737A CN107779737A (zh) | 2018-03-09 |
| CN107779737B true CN107779737B (zh) | 2019-08-20 |
Family
ID=61434946
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201711003928.5A Active CN107779737B (zh) | 2017-10-24 | 2017-10-24 | 高硅球墨铸铁及其制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107779737B (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108277425A (zh) * | 2018-03-12 | 2018-07-13 | 江苏吉鑫风能科技股份有限公司 | 一种高硅固溶球墨铸铁及其制备方法 |
| CN108611551A (zh) * | 2018-06-28 | 2018-10-02 | 宁波日星铸业有限公司 | 高硅固溶强化铁素体球墨铸铁件及其制造方法 |
| CN111074034A (zh) * | 2019-12-27 | 2020-04-28 | 上海烟草机械有限责任公司 | 一种铸态混合基体qt600-10球墨铸铁制备方法 |
| CN115074608A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-20 | 宁波日星铸业有限公司 | 一种具有良好抗疲劳性能的球墨铸铁及其制备方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104988381B (zh) * | 2015-07-17 | 2017-05-24 | 江苏吉鑫风能科技股份有限公司 | 一种大断面铸态铁素体球墨铸铁及其制备方法 |
| CN105200302A (zh) * | 2015-09-15 | 2015-12-30 | 共享装备股份有限公司 | 高硅钼球墨铸铁材料的制备方法及高硅钼球墨铸铁材料 |
-
2017
- 2017-10-24 CN CN201711003928.5A patent/CN107779737B/zh active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107779737A (zh) | 2018-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107779737B (zh) | 高硅球墨铸铁及其制备方法 | |
| CN106011610B (zh) | 一种高强度球墨铸铁qt900‑6及其制备方法 | |
| CN108396219B (zh) | 一种曲轴用铸态高强度球墨铸铁及其制备方法 | |
| CN102690986B (zh) | 一种中薄壁铸态无镍低温球墨铸铁熔炼方法 | |
| CN102965567B (zh) | 铸态厚大断面珠光体球墨铸铁及其铸造方法 | |
| CN104328239B (zh) | 一种大断面球墨铸铁的组织均匀性与性能的提升方法 | |
| CN106811676A (zh) | 一种高强度高韧性铸态qt700‑10及其生产方法 | |
| CN105861915B (zh) | 铁素体球墨铸铁的制备方法 | |
| CN102925821B (zh) | 无磁高强高耐蚀钻铤用钢及其制造方法 | |
| CN107829017A (zh) | 一种高强度的硫氧孕育剂 | |
| CN110295312B (zh) | 一种低温球墨铸铁及其生产工艺和应用 | |
| CN109536824A (zh) | 一种低成本高强韧铸态qt700-10及其制备方法 | |
| CN105886693B (zh) | 一种中等强度高延伸率球铁的熔炼方法 | |
| CN105369119B (zh) | 一种铸铁件材质及其生产工艺 | |
| CN105441782A (zh) | 一种球铁铸件及其制造方法 | |
| CN104561431B (zh) | 一种厚大断面球墨铸铁的生产方法 | |
| CN104726759A (zh) | 一种铸态高强度灰铸铁的生产方法 | |
| CN111206182B (zh) | 一种模具用低合金球墨铸铁的制备方法 | |
| CN105950814A (zh) | 一种高强度高延伸率球墨铸铁的生产方法 | |
| CN109136728A (zh) | 一种高强度高韧性铸态球墨铸铁及其制备方法 | |
| CN110295265A (zh) | 一种奥贝球铁及其制备方法和应用 | |
| CN104789875A (zh) | 155ksi钢级高强韧性套管钢、套管及其制备方法 | |
| CN115261711B (zh) | 一种风电铸件用硅固溶强化铁素体球墨铸铁及其制备方法 | |
| CN106929746B (zh) | 一种采用硅固溶强化铁素体生产qt450-18球墨铸铁的熔炼工艺 | |
| CN108588545B (zh) | 一种ggg70l球墨铸铁及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |