CN110747387A - 一种高强度耐磨球墨铸铁制造方法 - Google Patents

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刘宪民
周长猛
刘明亮
焦方立
巩传海
张永
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Abstract

本发明提供一种高强度耐磨球墨铸铁制造方法，包括以下步骤：取以下质量分数的原料C 3.5～3.9％，Si 1.4—3.0％，Mn 0.4～0.6％，P 0.03‑0.05％，S 0.03‑0.05％，Cr 25‑30.0％，Mo0.4‑0.7％，Cu 0.1‑1.2％，Ni0‑1.21.5％，余量为Fe进行配料并熔炼，得铁液；取球铁专用铁水包，将球铁专用铁水包倒入浇包中堤坝的一侧，压紧后将孕育剂均匀地覆盖在球化剂上，均匀撒上珍珠岩，然后加入总重量70‑75％的铁液，然后加入孔隙状陶瓷颗粒预制体，反应温度为1360℃‑1390℃，等球化反应结束后，加入剩余的铁液，本发明具有如下的有益效果：最终制成的球墨铸铁的性能及金相组织优于通常的球墨铸铁，耐磨性能得到了大大的改善，所制造的用的卷筒可以满足高强度生产的要求。

Description

一种高强度耐磨球墨铸铁制造方法
技术领域
本发明是一种高强度耐磨球墨铸铁制造方法，属于墨铸铁制备方法领域。
背景技术
球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。
球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度，随着我国的经济发展，在很多大型工程项目的开发建设中对工程机械的需求日益迫切，并且对其性能要求也越来越严苛。其中高性能卷筒是大型起重机和卷扬减速机的关键部件之一。在运行过程中，卷筒直接承受载荷，卷筒性能优劣对起重机的安全运行与寿命有着至关重要的影响。因此，对卷筒所用材质及其制备方法提出了更高的要求。传统单一金属材料如球墨铸铁可通过改善合金成分，热处理工艺改善材料的力学性能，但是提高的空间有限，所以需要基于球墨铸铁的基础上进一步的进行改进，是其可以适应高性能卷筒的要求。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种高强度耐磨球墨铸铁制造方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种高强度耐磨球墨铸铁制造方法，包括以下步骤：
取以下质量分数的原料C 3.5～3.9％，Si 1.4—3.0％，Mn 0.4～0.6％，P 0.03-0.05％，S 0.03-0.05％，Cr 25-30.0％，Mo0.4-0.7％，Cu 0.1-1.2％，Ni0-1.21.5％，余量为Fe进行配料并熔炼，得铁液；
取球铁专用铁水包，对球铁专用铁水包进行预加热，然后在球铁专用铁水包内放置球化剂，将球铁专用铁水包倒入浇包中堤坝的一侧，压紧后将孕育剂均匀地覆盖在球化剂上，均匀撒上珍珠岩，然后加入总重量70-75％的铁液，然后加入孔隙状陶瓷颗粒预制体，反应温度为1360℃-1390℃，等球化反应结束后，加入剩余的铁液，剩余的孕育剂随流冲入，完成球化、孕育处理，炉前浇注三角试块检测球化及孕育的结果，合格后进行浇注。
进一步地，孔隙状陶瓷颗粒预制体由以下步骤制备：首先，将粒度为0.5～2毫米的FeAl/TiB2金属陶瓷颗粒和无机盐溶液混合均匀，放置在石墨模具中压实，将含金属陶瓷颗粒的石墨模具放置在真空碳管炉中加热，升温速度3℃/min，保温温度为700℃，保温时间0.5h，使无机盐部分挥发，部分形成玻璃态粘结相，冷却脱模后形成孔隙状陶瓷颗粒预制体。
本发明的有益效果：本发明的一种高强度耐磨球墨铸铁制造方法，最终制成的球墨铸铁的性能及金相组织如下：抗拉强度：520-575Mpa；延伸率：9-12％；硬度：190-220HBC；球化等级：1-2级；石墨大小：6-7级；石墨球数量：100球/mm2以上，在性能上超过QT500-7要求，而且在金相组织上也优于通常的球墨铸铁，耐磨性能得到了大大的改善，所制造的用的卷筒可以满足高强度生产的要求。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
本发明提供一种技术方案：一种高强度耐磨球墨铸铁制造方法，包括以下步骤：
取以下质量分数的原料C 3.5～3.9％，Si 1.4—3.0％，Mn 0.4～0.6％，P 0.03-0.05％，S 0.03-0.05％，Cr 25-30.0％，Mo0.4-0.7％，Cu 0.1-1.2％，Ni0-1.21.5％，余量为Fe进行配料并熔炼，得铁液；
取球铁专用铁水包，对球铁专用铁水包进行预加热，然后在球铁专用铁水包内放置球化剂，将球铁专用铁水包倒入浇包中堤坝的一侧，压紧后将孕育剂均匀地覆盖在球化剂上，均匀撒上珍珠岩，然后加入总重量70-75％的铁液，然后加入孔隙状陶瓷颗粒预制体，反应温度为1360℃-1390℃，等球化反应结束后，加入剩余的铁液，剩余的孕育剂随流冲入，完成球化、孕育处理，炉前浇注三角试块检测球化及孕育的结果，合格后进行浇注。
孔隙状陶瓷颗粒预制体由以下步骤制备：首先，将粒度为0.5～2毫米的FeAl/TiB2金属陶瓷颗粒和无机盐溶液混合均匀，放置在石墨模具中压实，将含金属陶瓷颗粒的石墨模具放置在真空碳管炉中加热，升温速度3℃
/min，保温温度为700℃，保温时间0.5h，使无机盐部分挥发，部分形成玻璃态粘结相，冷却脱模后形成孔隙状陶瓷颗粒预制体。
作为本发明的一个实施例：本发明的一种高强度耐磨球墨铸铁制造方法，最终制成的球墨铸铁的性能及金相组织如下：抗拉强度：520-575Mpa；延伸率：9-12％；硬度：190-220HBC；球化等级：1-2级；石墨大小：6-7级；石墨球数量：100球/mm2以上，在性能上超过QT500-7要求，而且在金相组织上也优于通常的球墨铸铁，耐磨性能得到了大大的改善，所制造的用的卷筒可以满足高强度生产的要求。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,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 (2)

1.一种高强度耐磨球墨铸铁制造方法，其特征在于：包括以下步骤：
取以下质量分数的原料C 3.5～3.9％，Si 1.4—3.0％，Mn 0.4～0.6％，P 0.03-0.05％，S 0.03-0.05％，Cr 25-30.0％，Mo0.4-0.7％，Cu 0.1-1.2％，Ni0-1.21.5％，余量为Fe进行配料并熔炼，得铁液；
取球铁专用铁水包，对球铁专用铁水包进行预加热，然后在球铁专用铁水包内放置球化剂，将球铁专用铁水包倒入浇包中堤坝的一侧，压紧后将孕育剂均匀地覆盖在球化剂上，均匀撒上珍珠岩，然后加入总重量70-75％的铁液，然后加入孔隙状陶瓷颗粒预制体，反应温度为1360℃-1390℃，等球化反应结束后，加入剩余的铁液，剩余的孕育剂随流冲入，完成球化、孕育处理，炉前浇注三角试块检测球化及孕育的结果，合格后进行浇注。
2.根据权利要求1所述的一种高强度耐磨球墨铸铁制造方法，其特征在于：孔隙状陶瓷颗粒预制体由以下步骤制备：首先，将粒度为0.5～2毫米的FeAl/TiB2金属陶瓷颗粒和无机盐溶液混合均匀，放置在石墨模具中压实，将含金属陶瓷颗粒的石墨模具放置在真空碳管炉中加热，升温速度3℃/min，保温温度为700℃，保温时间0.5h，使无机盐部分挥发，部分形成玻璃态粘结相，冷却脱模后形成孔隙状陶瓷颗粒预制体。
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