CN109023025B - 一种具有高延伸率蠕墨铸铁的制备方法 - Google Patents

一种具有高延伸率蠕墨铸铁的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种具有高延伸率蠕墨铸铁的制备方法，制备步骤为：S1：配制电炉中铁水成分，其化学成分为：C：3.85‑3.95％，Si：1.65‑1.80％，Mn：0.45‑0.55％，P：≤0.05％，S：0.015‑0.03％，Cu：0.3‑0.4％，Ba：0.2‑0.3％，其余为Fe；S2：在铁水包内装入合金，合金分层装入，装入的顺序由下到上分别为：钙钡孕育剂，球化剂，蠕化剂，钙钡孕育剂，矽钢片，每层均匀平摊；S3：称取电炉中的铁水，冲入S2中装有合金的铁水包内；S4：待S3中反应结束后取样，制备完成后铁水成分：C：3.70‑3.85％，Si：2.45‑2.65％，Mn：0.45‑0.55％，P：≤0.05％，S：0.010‑0.02％，Cu：0.3‑0.4％，Ba：0.2‑0.3％，Mg：0.015‑0.025％，残余稀土：0.025‑0.045％，其余为Fe。本发明制得的蠕墨铸铁抗拉强度为400‑420MPa，延伸率为5‑6％，提高了产品合格率，提升了企业的经济效益。

Description

一种具有高延伸率蠕墨铸铁的制备方法
技术领域
本发明涉及铸件铸造领域，具体涉及一种具有高延伸率蠕墨铸铁的制备方法。
背景技术
蠕墨铸铁作为一种新型铸铁材料，兼有球墨铸铁和灰铸铁的性能，以及良好的热疲劳性能，在汽车、船用发动机缸体、缸盖、排气管、制动盘、制动鼓、飞轮等方面的应用取得了良好的效果。传统的蠕墨铸铁的蠕化处理工艺使用的通常是含镁的蠕化剂进行蠕化处理。其蠕化质量受制于蠕化剂质量，常常因为采购的蠕化剂存在质量问题，导致蠕化率低或不蠕化。
目前国标的蠕墨铸铁的抗拉强度为380MPa，延伸率为1％，机械造型线的板的厚度是固定的，不好改变，为了适应新产品的要求，蠕墨铸铁的国标性能远远达不到要求，因此亟需提供一种具有高延伸率蠕墨铸铁的制备方法以达到生产要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有高延伸率蠕墨铸铁的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有高延伸率蠕墨铸铁的制备方法，制备方法的步骤如下：
S1：配制电炉中铁水成分，以重量百分比计算，其化学成分为：C：3.85-3.95％，Si：1.65-1.80％，Mn：0.45-0.55％，P：≤0.05％，S：0.015-0.03％，Cu：0.3-0.4％，Ba：0.2-0.3％，其余为Fe；
S2：在铁水包内装入合金，合金分层装入，装入的顺序由下到上分别为：钙钡孕育剂，球化剂，蠕化剂，钙钡孕育剂，矽钢片，每层均匀平摊；
S3：称取电炉中的铁水，冲入S2中装有合金的铁水包内；
S4：待S3中反应结束后取样，制备完成后铁水成分，以重量百分比计算为：C：3.70-3.85％，Si：2.45-2.65％，Mn：0.45-0.55％，P：≤0.05％，S：0.010-0.02％，Cu：0.3-0.4％，Ba：0.2-0.3％，Mg：0.015-0.025％，残余稀土：0.025-0.045％，其余为Fe，铁水成分合格,并准备浇注铸件，取试块检测，抗拉强度为400-420MPa，延伸率为5-6％。
优选地，所述S2中钙钡孕育剂，球化剂，蠕化剂，钙钡孕育剂和矽钢片的重量分别为加入到铁水包中的铁水重量的0.8％,0.2％,0.2％,0.3％,0.2％。
优选地，所述S2中的蠕化剂的装入方式为：取厚度为0.2-0.3mm的铜皮一张，将蠕化剂均匀平摊在铜皮上，将铜皮四角对折包起蠕化剂，然后装入铁水包内。
优选地，所述S2中的装入的钙钡孕育剂成分，以重量百分比计算为：Ca：2-3％，Ba：1.5-2.5％,Si：40-45％，其余为Fe；球化剂成分，以重量百分比计算为：Mg：6-6.5％，Re:1.5-2％,Al:≤0.05％,Ca：1.5-2％,其余为Fe；，蠕化剂为稀土镁锌合金，主要成分，以重量百分比计算为：Re：25-28％，Ca：3-5％，Mg：4-5％，Ti：1-2％，Si<45％；矽钢片成分，以重量百分比计算为：C：≤0.8％，Si≤0.6％，Mn≤0.3％，S≤0.03％，P≤0.04％，Cr≤0.03％，Ti≤0.05％，Al≤0.05％，其余为Fe。
优选地，所述S3中铁水的加入方式为包底冲入法。
优选地，所述S3中铁水加入时铁水包时，铁水的温度为1480℃，在12-16S内全部加入完成。
本发明的有益效果是：为了达到本发明的蠕墨铸铁的抗拉强度和延伸率，本发明严格控制原材料的选取要求，电炉中铁水成分中Mn、Cu、Ba的重量占比是控制重点，通过增加Cu、Ba成分，提高了抗拉强度和延伸率；铁水包内合金的分层装入，包括用铜皮包裹蠕化剂，使得合金逐层与铁水充分反应，铁水经过充分搅拌，翻滚，沸腾，提高了孕育和蠕化效果，制得的蠕墨铸铁的抗拉强度为400-420MPa，延伸率为5-6％，提高了产品合格率，提升了企业的经济效益。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
一种具有高延伸率蠕墨铸铁的制备方法，本方法采用包底冲入法，制备方法的步骤如下：
1、原料选取：
钙钡孕育剂成分，以重量百分比计算为：Ca：2-3％，Ba：1.5-2.5％,Si：40-45％，其余为Fe；
球化剂成分，以重量百分比计算为：Mg：6-6.5％，Re:1.5-2％,Al:≤0.05％,Ca：1.5-2％,其余为Fe；
蠕化剂为稀土镁锌合金，主要成分，以重量百分比计算为：Re：25-28％，Ca：3-5％，Mg：4-5％，Ti：1-2％，Si<45％；
矽钢片成分，以重量百分比计算为：C：≤0.8％，Si≤0.6％，Mn≤0.3％，S≤0.03％，P≤0.04％，Cr≤0.03％，Ti≤0.05％，Al≤0.05％，其余为Fe。
2、配制电炉中铁水成分，以重量百分比计算，其化学成分为：C：3.85-3.95％，Si：1.65-1.80％，Mn：0.45-0.55％，P：≤0.05％，S：0.015-0.03％，Cu：0.3-0.4％，Ba：0.2-0.3％，其余为Fe，配置铁水600kg。
3、将铁水包装入合金，合金分层装入：称取钙钡孕育剂，球化剂，蠕化剂，钙钡孕育剂和矽钢片的重量分别为加入到铁水包中的铁水600kg的0.8％,0.2％,0.2％,0.3％,0.2％。装入的顺序由下到上分别为：钙钡孕育剂，球化剂，蠕化剂，钙钡孕育剂，矽钢片，每层均匀平摊，其中蠕化剂的装入方式为取用厚度为0.2-0.3mm的铜皮一张，将蠕化剂均匀平摊在铜皮上，将铜皮四角对折包起蠕化剂，然后装入铁水包内。
4、称取电炉中的铁水600kg，在12-16S内全部冲入到铁水包内，铁水的温度维持在1480℃。
5、反应结束后取样，铁水成分，以重量百分比计算为：C：3.70-3.85％，Si：2.45-2.65％，Mn：0.45-0.55％，P：≤0.05％，S：0.010-0.02％，Cu：0.3-0.4％，Ba：0.2-0.3％，Mg：0.015-0.025％，残余稀土：0.025-0.045％，其余为Fe，铁水成分合格,并浇注铸件，取试块检测，抗拉强度为400-420MPa，延伸率为5-6％。
本发明为了达到蠕墨铸铁的抗拉强度为400-420MPa，延伸率为5-6％，制备过程中严格控制原材料的选取要求，电炉中铁水成分中Mn、Cu、Ba的重量占比是控制重点，通过增加Cu、Ba成分，提高了抗拉强度和延伸率；铁水包内合金的分层装入，包括用铜皮包裹蠕化剂，使得合金逐层与铁水充分反应，合金中的Mg的含量设定，在反应中爆发沸腾，使铁水翻滚，充分搅拌，促进了孕育和蠕化效果，制得的蠕墨铸铁的抗拉强度为400-420MPa，延伸率为5-6％，提高了产品合格率，提升了企业的经济效益。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (4)

1.一种具有高延伸率蠕墨铸铁的制备方法，其特征在于，制备方法的步骤如下：
S1：配制电炉中铁水成分，以重量百分比计算，其化学成分为：C：3.85-3.95％，Si：1.65-1.80％，Mn：0.45-0.55％，P：≤0.05％，S：0.015-0.03％，Cu：0.3-0.4％，Ba：0.2-0.3％，其余为Fe；
S2：在铁水包内装入合金，合金分层装入，装入的顺序由下到上分别为：钙钡孕育剂，球化剂，蠕化剂，钙钡孕育剂，矽钢片，每层均匀平摊；
S3：称取电炉中的铁水，冲入S2中装有合金的铁水包内；铁水的加入方式为包底冲入法；所述S2中钙钡孕育剂，球化剂，蠕化剂，钙钡孕育剂和矽钢片的重量分别为加入到铁水包中的铁水重量的0.8％，0.2％，0.2％，0.3％，0.2％；
S4：待S3中反应结束后取样，制备完成后铁水成分，以重量百分比计算为：C：3.70-3.85％，Si：2.45-2.65％，Mn：0.45-0.55％，P：≤0.05％，S：0.010-0.02％，Cu：0.3-0.4％，Ba：0.2-0.3％，Mg：0.015-0.025％，残余稀土：0.025-0.045％，其余为Fe，铁水成分合格，并浇注铸件，取试块检测，抗拉强度为400-420MPa，延伸率为5-6％。
2.根据权利要求1中所述的一种具有高延伸率蠕墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述S2中的蠕化剂的装入方式为：取厚度为0.2-0.3mm的铜皮一张，将蠕化剂均匀平摊在铜皮上，将铜皮四角对折包起蠕化剂，然后装入铁水包内。
3.根据权利要求1中所述的一种具有高延伸率蠕墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述S2中的装入的钙钡孕育剂成分，以重量百分比计算为：Ca：2-3％，Ba：1.5-2.5％，Si：40-45％，其余为Fe；球化剂成分，以重量百分比计算为：Mg：6-6.5％，Re：1.5-2％，Al：≤0.05％，Ca：1.5-2％，其余为Fe；蠕化剂为稀土镁锌合金，主要成分，以重量百分比计算为：Re：25-28％，Ca：3-5％，Mg：4-5％，Ti：1-2％，Si＜45％；矽钢片成分，以重量百分比计算为：C：≤0.8％，Si≤0.6％，Mn≤0.3％，S≤0.03％，P≤0.04％，Cr≤0.03％，Ti≤0.05％，Al≤0.05％，其余为Fe。
4.根据权利要求1中所述的一种具有高延伸率蠕墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述S3中铁水加入铁水包时，铁水的温度为1480℃，在12-16S内全部加入完成。
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