CN108165871B - 一种耐热冲击耐腐蚀球墨铸铁及生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耐热冲击耐腐蚀球墨铸铁，化学成分为:C:3.5～3.7％；Si:2.0～2.6％；Mn:0.5～0.8.％；P:≤0.08％；S:≤0.03％；Al:2.8～3.2％；Mg：0.03～0.06；RE：0.02～0.05；其余为Fe。理化指标：抗拉强度σb：400～500Mp；冲击韧性值ak：110～170J/cm2；3％Na2CO3溶液腐蚀：720小时候腐蚀不明显。本发明球墨铸铁最终组织为以铁素体为主，铁素体量达85％以上，通过铝元素的加入，可形成金属钝化膜，提高塑性、韧性、耐腐蚀性。熄焦车盖板使用寿命提高1/3。

Description

一种耐热冲击耐腐蚀球墨铸铁及生产工艺
技术领域
本发明涉及球墨铸铁生产领域，特别涉及一种耐热冲击耐腐蚀球墨铸铁及生产工艺。
背景技术
在熄焦车使用中，盖板工况环境恶劣，受到炽热焦炭(出炉约1000℃)下落热冲击作用、焦炭滑落磨耗、熄焦水的腐蚀作用(循环用水ph值6～9)。要求能够同时具有耐热、耐磨、耐腐蚀性能。原方案盖板材质采用普通球墨铸铁，耐腐蚀性较差，寿命较低，更换频繁。
熄焦车盖板要具有耐磨、耐热冲击、耐腐蚀性，提高使用寿命、保证生产率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种耐热冲击耐腐蚀球墨铸铁及生产工艺，适用于熄焦车盖板，解决熄焦车在使用过程中，盖板既要耐热冲击又要耐腐蚀问题，避免盖板碎裂、频繁更换盖板，提高盖板耐熄焦水腐蚀性能，进而提高使用寿命、降低成本。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种耐热冲击耐腐蚀球墨铸铁，化学成分为:C:3.5～3.7％；Si:2.0～2.6％；Mn:0.5～0.8.％；P:≤0.08％；S:≤0.03％；Al:2.8～3.2％；Mg：0.03～0.06；RE：0.02～0.05；其余为Fe。
一种耐热冲击耐腐蚀球墨铸铁的生产工艺，包括以下步骤：
1)用以焦炭为燃料的冲天炉熔化原铁液，控制金属液的含碳量，原铁液达到预定温度出炉准备进行球化处理；
2)使用颚式破碎机细化球化剂和孕育剂，颗粒度为10mm～20mm；
3)球化处理采用凹坑覆盖铁粉法、一次孕育法，球化剂和孕育剂加入量的质量百分比为原铁水的1.5～2.0％，铺好球化剂和孕育剂的铁水包内加入用坩埚熔化的铝液，然后冲入原铁液进行球化处理，处理温度1450℃～1500℃，反应时间2.5～4min；
4)球化处理后在15min内浇注完毕；
5)铸坯采用电阻炉热处理。
所述的球化剂为QRMg8RE7球化剂。
所述的孕育剂为硅铁孕育剂。
一种耐热冲击耐腐蚀球墨铸铁的理化指标：抗拉强度σb：400～500Mp；冲击韧性值ak：110～170J/cm2；3％Na2CO3溶液腐蚀：720小时候腐蚀不明显。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明球墨铸铁最终组织为以铁素体为主，铁素体量达85％以上，通过铝元素的加入，可形成金属钝化膜，提高塑性、韧性、耐腐蚀性。熄焦车盖板使用寿命提高1/3。
2.使用冲天炉熔炼原铁水，坩埚炉熔化铝液，分别熔炼，液态混合，避免成分偏析，铝液漂浮。使新材料在保证冲击强度、耐磨性不变的基础上，大幅提高耐酸碱腐蚀性，提高使用寿命。
附图说明
图1为实施例热处理曲线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：
实施例1
一种耐热冲击耐腐蚀球墨铸铁的生产工艺，包括以下步骤：
1)原铁配料后用以焦炭为燃料的冲天炉熔化原铁液，控制金属液的含碳量，原铁液达到预定温度出炉准备进行球化处理；
2)使用颚式破碎机细化球化剂和孕育剂，颗粒度为10mm～15mm；
3)球化处理采用凹坑覆盖铁粉法、一次孕育法，球化剂为QRMg8RE7球化剂，孕育剂为FeSi75孕育剂，球化剂和孕育剂加入的质量百分比为原铁液的2.0％，铺好球化剂和孕育剂的铁水包内加入用坩埚熔化的铝液，铝液加入的质量百分比为原铁液的2.8％，然后冲入原铁液进行球化处理，处理温度1450℃，反应时间3min；
4)球化处理后在15min内浇注完毕；
5)铸坯采用电阻炉热处理，热处理起始升温速度≤200℃/小时，加热至750℃，保温5～6h，然后炉冷至600℃后空冷。
上述球墨铸铁的化学成分为：C:3.57％；Si:2.36％；Mn:0.75％；P:0.07％；S:0.03％；Al:2.83％；Mg：0.04；RE：0.03；
理化指标：抗拉强度σb：473Mp；冲击韧性值ak：142J/cm2；3％Na2CO3溶液腐蚀：720小时候腐蚀不明显。热处理曲线图见图1。
实施例2
一种耐热冲击耐腐蚀球墨铸铁的生产工艺，包括以下步骤：
1)原铁配料后用以焦炭为燃料的冲天炉熔化原铁液，控制金属液的含碳量，原铁液达到预定温度出炉准备进行球化处理；
2)使用颚式破碎机细化球化剂和孕育剂，颗粒度为10mm～15mm；
3)球化处理采用凹坑覆盖铁粉法、一次孕育法，球化剂为QRMg8RE7球化剂，孕育剂为FeSi75孕育剂，球化剂和孕育剂加入的质量百分比为原铁液的1.5％，铺好球化剂和孕育剂的铁水包内加入用坩埚熔化的铝液，铝液加入的质量百分比为原铁液的3.2％，然后冲入原铁液进行球化处理，处理温度1500℃，反应时间3.5min；
4)球化处理后在15min内浇注完毕；
5)铸坯采用电阻炉热处理，热处理起始升温速度≤200℃/小时，加热至800℃，保温5～6h，然后炉冷至620℃后空冷。
上述球墨铸铁的化学成分为：C:3.67％；Si:2.49％；Mn:0.58％；P:0.08％；S:0.02％；Al:3.2％；Mg：0.05；RE：0.04；
理化指标：抗拉强度σb：436Mp；冲击韧性值ak：121J/cm2；3％Na2CO3溶液腐蚀：720小时候腐蚀不明显。
实施例3
一种耐热冲击耐腐蚀球墨铸铁的生产工艺，包括以下步骤：
1)原铁配料后用以焦炭为燃料的冲天炉熔化原铁液，控制金属液的含碳量，原铁液达到预定温度出炉准备进行球化处理；
2)使用颚式破碎机细化球化剂和孕育剂，颗粒度为10mm～15mm；
3)球化处理采用凹坑覆盖铁粉法、一次孕育法，球化剂为QRMg8RE7球化剂，孕育剂为FeSi75孕育剂，球化剂和孕育剂加入的质量百分比为原铁液的2.0％，铺好球化剂和孕育剂的铁水包内加入用坩埚熔化的铝液，铝液加入的质量百分比为原铁液的5.0％，然后冲入原铁液进行球化处理，处理温度1450℃，反应时间3min；
4)球化处理后在15min内浇注完毕；
5)铸坯采用电阻炉热处理，热处理起始升温速度≤200℃/小时，加热至750℃，保温5～6h，然后炉冷至600℃后空冷。
球墨铸铁的化学成分为：C:3.62％；Si:2.56％；Mn:0.8.％；P:0.07％；S:0.03％；Al:5.0％；Mg：0.05；RE：0.05；
理化指标：抗拉强度σb：280Mp；冲击韧性值ak：30J/cm2；3％Na2CO3溶液腐蚀：720小时候腐蚀不明显。
Al含量>3.5％后，材质抗拉强度、冲击韧性越来越低，脆性增加，虽然耐腐蚀性更突出，但综合性能恶化，不符实用要求。
上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (2)

1.一种耐热冲击耐腐蚀球墨铸铁,其特征在于，理化指标：抗拉强度σb：473MPa；冲击韧性值ak：142J/cm2；3％Na2CO3溶液腐蚀：720小时腐蚀不明显；化学成分为：C:3.57％；Si:2.36％；Mn:0.75％；P:0.07％；S:0.03％；Al:2.83％；Mg：0.04％；RE：0.03％,其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种耐热冲击耐腐蚀球墨铸铁的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：
1)原铁配料后用以焦炭为燃料的冲天炉熔化原铁液，控制金属液的含碳量，原铁液达到预定温度出炉准备进行球化处理；
2)使用颚式破碎机细化球化剂和孕育剂，颗粒度为10mm～15mm；
3)球化处理采用凹坑覆盖铁粉法、一次孕育法，球化剂为QRMg8RE7球化剂，孕育剂为FeSi75孕育剂，球化剂和孕育剂加入的质量百分比为原铁液的2.0％，铺好球化剂和孕育剂的铁水包内加入用坩埚熔化的铝液，铝液加入的质量百分比为原铁液的2.8％，然后冲入原铁液进行球化处理，处理温度1450℃，反应时间3min；
4)球化处理后在15min内浇注完毕；
5)铸坯采用电阻炉热处理，热处理起始升温速度≤200℃/小时，加热至750℃，保温5～6h，然后炉冷至600℃后空冷。
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