CN108085584B - 一种高球数球墨铸铁的制备方法 - Google Patents

一种高球数球墨铸铁的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高球数球墨铸铁的制备方法，包括步骤：控制铁水中组分质量百分比为：C：3.2～3.7％，Si：2.5～2.8％，Mn：0.05～0.20％，S≤0.03％，P≤0.04％，熔炼时加入占铁水总质量为1.0～1.2％的球化剂；在铁水浇包底部设置挡坝，在挡坝的第一侧依次铺设占铁水总质量为0.26～0.3％的球化剂、占铁水总质量为0.18～0.23％的第一孕育剂以及球铁铁屑；将铁水倒入浇包中挡坝的另一侧并经过挡坝溢流，当浇包内铁水超过铁水总质量50％后，在浇包内添加占铁水总质量为0.22～0.38％的第一孕育剂，并倒入所有铁水；向具有激冷铁芯的浇铸模内浇注时，按浇注铁水质量的0.18～0.32％添加第二孕育剂进行随流孕育。该球墨铸铁的制备方法制得的球墨铸铁材料在靠近内腔处球墨数超过1300/mm2。

Description

一种高球数球墨铸铁的制备方法
技术领域
本发明涉及一种球磨铸铁的制备方法，特别是涉及一种高球数球墨铸铁的制备方法。
背景技术
玻璃模具普遍采用铸铁材料制成，其中球墨铸铁具有较高的强度和韧性，抗氧化性能优异。虽然球墨铸铁的导热性较差，散热性能的不良导致难以适应高机速的玻璃制品生产，但是其仍是制造小型瓶罐类模具的主要材料。现有的用于玻璃模具生产的球墨铸铁在靠近内腔位置的球墨数量通常在每平方毫米800-1000左右，进一步提高石墨球化数量以提高材料力学性能较为困难。
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高球数球墨铸铁的制备方法，以提高铸件靠近成型内腔部位的球墨数量。
本发明的技术方案是这样的：一种高球数球墨铸铁的制备方法，其包括如下步骤：
步骤1、选取原料加入熔炼炉进行熔炼，控制铁水中组分质量百分比为：C：3.2～3.7％，Si：2.5～2.8％，Mn：0.05～0.20％，S≤0.03％，P≤0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质；熔炼时加入占铁水总质量为1.0～1.2％的球化剂；
步骤2、在铁水浇包底部设置挡坝，在挡坝的第一侧依次铺设占铁水总质量为0.26～0.3％的球化剂、占铁水总质量为0.18～0.23％的第一孕育剂以及球铁铁屑；
步骤3、铁水出炉时，将铁水倒入浇包中挡坝的第二侧，所述第二侧为未铺设球化剂、第一孕育剂和球铁铁屑的一侧，使铁水由第二侧溢流至第一侧；
步骤4、当浇包内铁水超过铁水总质量50％后，在浇包内添加占铁水总质量为0.22～0.38％的第一孕育剂，并倒入所有铁水；
步骤5、向具有激冷铁芯的浇铸模内浇注时，按浇注铁水质量的0.18～0.32％添加第二孕育剂进行随流孕育，
所述球化剂包括以下质量百分比组分：Mg：5.8～6.0％，Al：0.5～0.7％，Si：42～48％，Ca：3.0～3.2％，Re：0.5～0.6％；所述第一孕育剂包括以下质量百分比组分：Al：3.5～4.5％，Si：70～75％，Ca：0.5～1.5％；所述第二孕育剂包括以下质量百分比组分：Al：0.75～1.25％，Si：70～76％，Ca：0.75～1.25％，Ce：1.5～2.0％。
进一步的，所述球化剂粒度为3～25mm。
进一步的，所述第一孕育剂粒度为0.7～3mm。
进一步的，所述第二孕育剂粒度为0.2～0.7mm。
进一步的，所述熔炼时熔化温度为1520～1540℃，出炉温度为1500～1510℃，浇注温度为1390～1400℃。
优选的，所述选取原料时采用废钢作为原料进行熔炼，所述废钢中Mn质量百分比小于0.15％。
与现有技术相比较，本发明所提供的技术方案的有益效果是：通过综合控制球化剂种类、添加量，采用两种不同孕育剂进行包内孕育和随流孕育进行抗衰退处理，并结合激冷铁芯的浇注方法，使靠近模腔内壁8mm处的球墨数量达到每平方毫米1300个以上，通过球墨数的提高，增强了靠近模腔内壁处的材料强度、韧性及抗氧化性，提高使用寿命。
附图说明
图1为浇包内挡坝设置示意图。
图2为实施例1近内腔8mm处金相图。
图3为实施例1近内腔20mm处金相图。
图4为实施例2近内腔8mm处金相图。
图5为实施例2近内腔20mm处金相图。
图6为实施例3近内腔8mm处金相图。
图7为实施例3近内腔20mm处金相图。
图8为实施例4近内腔8mm处金相图。
图9为实施例4近内腔20mm处金相图。
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。
实施例1
高球数球墨铸铁的制备方法，其包括如下步骤：
步骤1、采用Mn质量百分比0.15％的低锰废钢作为原料进行熔炼原料加入熔炼炉进行熔炼，控制铁水中组分质量百分比为：C：3.7％，Si：2.66％，Mn：0.20％，S≤0.02％，P≤0.035％，其余为Fe和不可避免的杂质；熔炼时加入占铁水总质量为1.19％的球化剂，熔化温度为1530℃；
步骤2、请结合图1，在铁水浇包1底部设置挡坝2，在挡坝2的第一侧3依次铺设占铁水总质量为0.26％的球化剂4、占铁水总质量为0.19％的第一孕育剂5以及球铁铁屑6，球铁铁屑6的量以全部覆盖第一孕育剂5为准；
步骤3、铁水8出炉温度为1500℃，出炉时，将铁水8倒入浇包中挡坝2的第二侧7，第二侧7为未铺设球化剂、第一孕育剂和球铁铁屑的一侧，使铁水8由第二侧溢流至第一侧；
步骤4、当浇包内铁水超过铁水总质量50％后，在浇包内添加占铁水总质量为0.33％的第一孕育剂，并倒入所有铁水；
步骤5、向具有激冷铁芯的浇铸模内浇注时，控制浇注温度为1394℃，并按浇注铁水质量的0.29％添加第二孕育剂进行随流孕育。其中球化剂包括以下质量百分比组分：Mg：5.99％，Al：0.56％，Si：45.1％，Ca：3.11％，Re：0.51％，粒度为10mm；第一孕育剂包括以下质量百分比组分：Al：3.8％，Si：70％，Ca：1.2％，粒度为3mm；第二孕育剂包括以下质量百分比组分：Al：1.25％，Si：76％，Ca：1.25％，Ce：1.55％，粒度为0.5mm。
实施例2
步骤1、采用Mn质量百分比0.15％的低锰废钢作为原料进行熔炼原料加入熔炼炉进行熔炼，控制铁水中组分质量百分比为：C：3.55％，Si：2.8％，Mn：0.17％，S≤0.026％，P≤0.035％，其余为Fe和不可避免的杂质；熔炼时加入占铁水总质量为1.14％的球化剂，熔化温度为1540℃；
步骤2、在铁水浇包底部设置挡坝，在挡坝的第一侧依次铺设占铁水总质量为0.29％的球化剂、占铁水总质量为0.18％的第一孕育剂以及球铁铁屑，球铁铁屑的量以全部覆盖第一孕育剂为准；
步骤3、铁水出炉温度为1500℃，出炉时，将铁水倒入浇包中挡坝的第二侧，第二侧为未铺设球化剂、第一孕育剂和球铁铁屑的一侧，使铁水由第二侧溢流至第一侧；
步骤4、当浇包内铁水超过铁水总质量50％后，在浇包内添加占铁水总质量为0.38％的第一孕育剂，并倒入所有铁水；
步骤5、向具有激冷铁芯的浇铸模内浇注时，控制浇注温度为1400℃，并按浇注铁水质量的0.32％添加第二孕育剂进行随流孕育。其中球化剂包括以下质量百分比组分：Mg：5.86％，Al：0.68％，Si：47.9％，Ca：3.2％，Re：0.56％，粒度为25mm；第一孕育剂包括以下质量百分比组分：Al：4.5％，Si：72％，Ca：1.5％，粒度为0.7mm；第二孕育剂包括以下质量百分比组分：Al：0.77％，Si：74％，Ca：1.1％，Ce：1.5％，粒度为0.7mm。
实施例3
步骤1、采用Mn质量百分比0.15％的低锰废钢作为原料进行熔炼原料加入熔炼炉进行熔炼，控制铁水中组分质量百分比为：C：3.5％，Si：2.6％，Mn：0.05％，S≤0.03％，P≤0.03％，其余为Fe和不可避免的杂质；熔炼时加入占铁水总质量为1.1％的球化剂，熔化温度为1525℃；
步骤2、在铁水浇包底部设置挡坝，在挡坝的第一侧依次铺设占铁水总质量为0.3％的球化剂、占铁水总质量为0.2％的第一孕育剂以及球铁铁屑，球铁铁屑的量以全部覆盖第一孕育剂为准；
步骤3、铁水出炉温度为1506℃，出炉时，将铁水倒入浇包中挡坝的第二侧，第二侧为未铺设球化剂、第一孕育剂和球铁铁屑的一侧，使铁水由第二侧溢流至第一侧；
步骤4、当浇包内铁水超过铁水总质量50％后，在浇包内添加占铁水总质量为0.25％的第一孕育剂，并倒入所有铁水；
步骤5、向具有激冷铁芯的浇铸模内浇注时，控制浇注温度为1395℃，并按浇注铁水质量的0.25％添加第二孕育剂进行随流孕育。其中球化剂包括以下质量百分比组分：Mg：5.99％，Al：0.61％，Si：45.9％，Ca：3.02％，Re：0.53％，粒度为20mm；第一孕育剂包括以下质量百分比组分：Al：3.8％，Si：70％，Ca：1.2％，粒度为2mm；第二孕育剂包括以下质量百分比组分：Al：1.06％，Si：74％，Ca：0.75％，Ce：1.75％，粒度为0.5mm。
实施例4
步骤1、采用Mn质量百分比0.15％的低锰废钢作为原料进行熔炼原料加入熔炼炉进行熔炼，控制铁水中组分质量百分比为：C：3.6％，Si：2.5％，Mn：0.09％，S≤0.025％，P≤0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质；熔炼时加入占铁水总质量为1.02％的球化剂，熔化温度为1520℃；
步骤2、在铁水浇包底部设置挡坝，在挡坝的第一侧依次铺设占铁水总质量为0.27％的球化剂、占铁水总质量为0.23％的第一孕育剂以及球铁铁屑；
步骤3、铁水出炉温度为1510℃，出炉时，将铁水倒入浇包中挡坝的第二侧，第二侧为未铺设球化剂、第一孕育剂和球铁铁屑的一侧，使铁水由第二侧溢流至第一侧；
步骤4、当浇包内铁水超过铁水总质量50％后，在浇包内添加占铁水总质量为0.22％的第一孕育剂，并倒入所有铁水；
步骤5、向具有激冷铁芯的浇铸模内浇注时，控制浇注温度为1390℃，并按浇注铁水质量的0.18％添加第二孕育剂进行随流孕育。其中球化剂包括以下质量百分比组分：Mg：5.83％，Al：0.51％，Si：42.2％，Ca：3.12％，Re：0.6％，粒度为3mm；第一孕育剂包括以下质量百分比组分：Al：3.5％，Si：75％，Ca：0.5％，粒度为2.5mm；第二孕育剂包括以下质量百分比组分：Al：1.06％，Si：70％，Ca：0.75％，Ce：2.0％，粒度为0.2mm。
对比例1，铁水组成百分比中Mn：0.30％，其余同实施例1
对比例2，球化剂采用C-6A的球化剂，成分为Mg：6.54％，RE：2.06％，Si：41.33％，Al：0.99，粒度为5-25mm，其余同实施例3
对比例3，浇包采用没有分隔的结构，铁水直接冲到入铺设球化剂、第一孕育剂和球铁铁屑的浇包内，其余同实施例2。
对上述实施例得到的铸造模具进行检测，测得石墨数量如下表
近内腔8mm处石墨球数 近内腔20mm处石墨球数
实施例1 1400 800
实施例2 1400 600
实施例3 1600 1100
实施例4 1380 500
对比例1 1000
对比例2 900
对比例3 960

Claims (6)

1.一种高球数球墨铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、选取原料加入熔炼炉进行熔炼，控制铁水中组分质量百分比为：C：3.2～3.7％，Si：2.5～2.8％，Mn：0.05～0.20％，S≤0.03％，P≤0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质；熔炼时加入占铁水总质量为1.0～1.2％的球化剂；
步骤2、在铁水浇包底部设置挡坝，在挡坝的第一侧依次铺设占铁水总质量为0.26～0.3％的球化剂、占铁水总质量为0.18～0.23％的第一孕育剂以及球铁铁屑；
步骤3、铁水出炉时，将铁水倒入浇包中挡坝的第二侧，所述第二侧为未铺设球化剂、第一孕育剂和球铁铁屑的一侧，使铁水由第二侧溢流至第一侧；
步骤4、当浇包内铁水超过铁水总质量50％后，在浇包内添加占铁水总质量为0.22～0.38％的第一孕育剂，并倒入所有铁水；
步骤5、向具有激冷铁芯的浇铸模内浇注时，按浇注铁水质量的0.18～0.32％添加第二孕育剂进行随流孕育，
所述球化剂由以下质量百分比组分组成：Mg：3.5～3.7％，Al：2.5～2.8％，Si：0.05～0.20％，Ca：2.5～2.8％，Re：2.5～2.8％，其余为Fe；所述第一孕育剂包括由以下质量百分比组分组成：Al：3.5～4.5％，Si：70～75％，Ca：0.5～1.5％，其余为Fe；所述第二孕育剂包括以下质量百分比组分：Al：0.75～1.25％，Si：70～76％，Ca：0.75～1.25％，Ce：1.5～2.0％，其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的高球数球墨铸铁的制备方法，其特征在于：所述球化剂粒度为3～25mm。
3.根据权利要求1所述的高球数球墨铸铁的制备方法，其特征在于：所述第一孕育剂粒度为0.7～3mm。
4.根据权利要求1所述的高球数球墨铸铁的制备方法，其特征在于：所述第二孕育剂粒度为0.2～0.7mm。
5.根据权利要求1所述的高球数球墨铸铁的制备方法，其特征在于：所述熔炼时熔化温度为1520～1540℃，出炉温度为1500～1510℃，浇注温度为1390～1400℃。
6.根据权利要求1所述的高球数球墨铸铁的制备方法，其特征在于：所述选取原料时采用废钢作为原料进行熔炼，所述废钢中Mn质量百分比小于0.15％。
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