CN110760738A - 一种低温抗冲击韧性球墨铸铁制造方法 - Google Patents

一种低温抗冲击韧性球墨铸铁制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种低温抗冲击韧性球墨铸铁制造方法，包括以下步骤：S1、铁水熔炼；S2、包内熔体处理：球化反应结束后，取样检测，控制球化后的铁水包括以下质量百分比的成分：C:3.7～3.9％，Si:1.7～1.9％，Mn＜0.2％，P＜0.02％，S＜0.02％，Mg：0.03～0.05％，Ni:0～0.5％，Re：0.01～0.02％，余量为Fe和杂质；S3、浇注：浇注时随铁水加入硅钡钙随流孕育剂；S4、过滤；S5、砂型保温；S6、热处理：依次对铸件进行低温退火和高温回火热处理工艺。本发明的有益之处在于：通过的原材料的选择和控制，辅以适当的热处理工艺保证基体内铁素体含量，从而获得满足低温冲击性能的球墨铸铁铸件，满足船用推进箱体类铸件需求。

Description

一种低温抗冲击韧性球墨铸铁制造方法
技术领域
本发明属于高性能金属材料领域，具体地涉及一种低温抗冲击韧性球墨铸铁制造方法。
背景技术
随着国内外船舶工业的迅速发展，行业对低温抗冲击韧性球墨铸铁的性能需求日益增多，不仅对其在常温下的力学性能有较高要求，同时对其在低温下(如-40℃、-50℃、-60℃)的冲击韧性也提出了更高要求，原有牌号的低温韧性球墨铸铁已经不能满足使用要求，尤其不能满足船用推动箱体类铸件的需求。
船用推进箱体类铸件是安装推进器组件的重要部件，由于其承载着推进器重量，其质量的优劣将直接影响着船舶的安全性、稳定性与舒适性。在船舶运行时，推进箱体上的受力复杂，既有洋流对箱体的冲击与振动，又有舵浆系统的摩擦阻力与转向运动抗力，由于其特殊的使用条件限制，对材料的性能要求极其苛刻，即必须具有良好的延伸率、冲击功、球化率等机械物理性能。
现有的推进箱体类铸件仅有-20℃的冲击功要求，而随着特种船舶行驶地域上的拓展，还要求该铸件具有-40℃、-50℃、-60℃的冲击功性能，且冲击功数值不得低于-20℃的冲击功数值。国内外现有的此类低温高强度高韧性抗冲击铁素体球墨铸铁材料在原材料选择、配比、合金成分设计、熔体处理工艺、热处理工艺上各不相同，部分产品尚无法达到更低温度下冲击性能的要求。
发明内容
针对上述缺陷，本发明要解决的技术问题是提供一种在低温下具有高冲击韧度的球墨铸铁制造方法，可以满足船用推进箱体类铸件的需求。
本发明提供了一种低温抗冲击韧性球墨铸铁制造方法，包括以下步骤：
S1、铁水熔炼：铁水出炉温度控制在1510～1530℃；
S2、包内熔体处理：在球化包最底部的一侧放入含稀土球化剂，并在所述含稀土球化剂的金属颗粒上均匀覆盖硅钡钙孕育剂，将铁水出炉冲入球化包内，进行球化和包内孕育，球化处理温度为1500～1550℃；球化反应结束后，取样检测，控制球化后的铁水包括以下质量百分比的成分：C:3.7～3.9％，Si:1.7～1.9％，Mn＜0.2％，P＜0.02％，S＜0.02％，Mg：0.03～0.05％，Ni:0～0.5％，Re：0.01～0.02％，余量为Fe和杂质；
S3、浇注：将球化包内的铁水转入浇注场地进行浇注，铁水浇注温度为1380～1420℃，浇注时随铁水加入硅钡钙随流孕育剂；
S4、过滤：采用泡沫陶瓷过滤器对铁水进行过滤处理；
S5、砂型保温：保温48小时后落砂开箱；
S6、热处理：依次对铸件进行低温退火和高温回火热处理工艺。
优选地，在步骤S1中，加入的原材料质量百分比为：生铁40～60％，废钢25～40％，纯镍板0～1％，回炉料10～20％。
优选地，所述生铁包括以下质量百分比的成分：C＞4％，Si＜0.5％，Mn＜0.05％，P＜0.02％，S＜0.02％，Ti＜0.02％，所述废钢包括以下质量百分比的成分：C＜0.04％，Si＜0.007％，Mn＜0.2％，P＜0.008％，S＜0.006％，Ti＜0.001％。
优选地，在步骤S2中，所述硅钡钙孕育剂的粒度为3～10mm，包括以下质量百分比的成分：Ca：2.0～2.5％，Si：70～75％，Al：1～1.5％，Ba:5～6％，Mn：0.1～0.15％。
优选地，在步骤S2中，所述含稀土球化剂为低镁低稀土球化剂，粒度为10～30mm。
优选地，在步骤S2中，还包括：将球化包内的球化剂和孕育剂颗粒舂实，并用球铁薄板盖住，然后将出炉的铁水全部冲入球化包内，球化反应时间为30～40秒。
优选地，在步骤S3中，所述硅钡钙随流孕育剂的粒度为0.2～0.8mm。
优选地，在步骤S4中，所述泡沫陶瓷过滤器的材质为ZrO2、SiC、Al2O3或由ZrO2、SiC和Al2O3混合组成，孔径为5～30ppi，尺寸为Φ100mm×30mm。
优选地，在步骤S6中，所述低温退火热处理工艺包括：将铸件在≤250℃时装炉，随炉升温至730～750℃，升温速率≤60℃/h，并保温4～6小时；然后随炉缓慢冷却至600℃，降温速率≤50℃/h，出炉空冷。
优选地，在步骤S6中，所述高温回火热处理工艺包括：将铸件在≤200℃时装炉，保温2小时；然后随炉升温至520～550℃，升温速率≤50℃/h，并保温4～8小时；接着随炉缓慢冷却至≤250℃，降温速率≤30℃/h，出炉空冷。
本发明的有益之处在于：
1、原材料、辅助材料的选择、合金成分设计为本发明的第一项关键技术：
选用高纯生铁，避免普通生铁中微量元素对铸造性能的影响；选用低锰废钢，Mn是促进珠光体形成元素，虽然能提高铸件的强度和硬度，但会显著降低低温冲击韧性，因此将Mn含量控制在0.2％以下。为实现全铁素体基体组织，经过试验，硅含量控制在1.7～1.9％，同时为保证石墨化程度，降低白口倾向，提高铁素体含量，碳含量控制在3.7～3.9％。在本发明的制作方法中，可不用添加Ni元素进行合金化处理，即能实现铁素体基体组织，获得强度、塑性和低温冲击韧性均满足使用要求的推进器箱体铸件，但为进一步保证铸件强度又不降低低温冲击性能，同时能够降低生产成本，可以将Ni元素含量控制在0～0.5％；
2、采用低温石墨化退火和高温回火热处理工艺是本发明的第二项关键技术：
受铸型等冷却条件的影响，铸件基体组织中可能会存在少量珠光体和碳化物组织，从而直接影响材料的低温冲击韧性，本发明的热处理工艺可以显著改善基体组织，低温退火可以使基体组织中的少量珠光体全部转变为铁素体组织，并将微量碳化物全部分解，高温回火则可以进一步提高基体的塑性和韧性，满足各项力学性能要求。
附图说明
图1为本发明低温退火热处理工艺示意图；
图2为本发明高温回火热处理工艺示意图；
图3为实施例一中的铸件的球状石墨金相组织照片；
图4为实施例一中的铸件的基体组织金相照片；
图5为实施例一与对比例三的冲击性能对比图；
图6为实施例四与对比例四的冲击性能对比图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。这些实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制。
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。须知，下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置。此外应理解，本发明中提到的一个或多个方法步骤并不排斥在所述组合步骤前后还可以存在其他方法步骤或在这些明确提到的步骤之间还可以插入其他方法步骤，除非另有说明；还应理解，本发明中提到的一个或多个设备/装置之间的组合连接关系并不排斥在所述组合设备/装置前后还可以存在其他设备/装置或在这些明确提到的两个设备/装置之间还可以插入其他设备/装置，除非另有说明。而且，除非另有说明，各方法步骤的编号仅为鉴别各方法步骤的便利工具，而非为限制各方法步骤的排列次序或限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容的情况下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供了一种低温抗冲击韧性球墨铸铁制造方法，包括：原材料的选择和控制，合金成分设计；选用适宜的包内孕育剂、球化剂、随流孕育剂和泡沫陶瓷过滤器，并辅以相应的熔体孕育和球化处理工艺，以此获得合格的合金液，将合金液浇入砂型模具内，冷却、凝固后得到球墨铸铁件产品；最后通过适当的热处理工艺保证基体内铁素体含量，从而获得满足低温冲击性能优异的球墨铸铁推进器箱体铸件，满足装机要求。
本发明主要包括以下步骤：
S1、铁水熔炼：在熔化包内加入的原材料质量百分比为：生铁40～60％，废钢25～40％，纯镍板0～1％，回炉料10～20％，熔化过程中的温度控制在1350～1390℃，铁水出炉温度控制在1510～1530℃。优选地，生铁为高纯生铁，包括以下质量百分比的成分：C＞4％，Si＜0.5％，Mn＜0.05％，P＜0.02％，S＜0.02％，Ti＜0.02％；废钢为低锰废钢，包括以下质量百分比的成分：C＜0.04％，Si＜0.007％，Mn＜0.2％，P＜0.008％，S＜0.006％，Ti＜0.001％。生铁和废钢在使用前均需经过抛丸处理表面的铁锈和其它杂质。
S2、包内熔体处理：包内球化方法采用冲入法，在堤坝式球化包最底部的一侧放入质量百分比为0.8～1.5％的含稀土球化剂，并在含稀土球化剂的金属颗粒上均匀覆盖质量百分比为1～1.5％的硅钡钙长效孕育剂，将球化包内颗粒舂实，然后表面用球铁薄板盖住。将铁水表面的熔渣处理干净，待铁水温度达到1510～1530℃时出炉，铁水全部冲入球化包内，进行球化和包内孕育，球化反应时间为30～40秒，球化处理温度为1500～1550℃。待球化反应结束后，取样检测，控制球化后的铁水包括以下质量百分比的成分：C:3.7～3.9％，Si:1.7～1.9％，Mn＜0.2％，P＜0.02％，S＜0.02％，Mg：0.03～0.05％，Ni:0～0.5％，Re：0.01～0.02％，余量为Fe和杂质。
优选地，硅钡钙孕育剂的成分包括：Ca：2.0～2.5％，Si：70～75％，Al：1～1.5％，Ba:5～6％，Mn：0.1～0.15％，粒度为3～10mm。含稀土球化剂为低镁低稀土球化剂，成分包括：Re：0.8～1.2％，Mg：6.5～7.5％，Si：35～45％，Al：0.4～0.6％，Mn：0.1～0.2％，Ca：适量，粒度为10～30mm。
S3、浇注：包内反应完毕后，向球化包内铁水撒入聚渣剂，将铁水表面的熔渣拔干净后，将球化包内的铁水转入浇注场地进行浇注，且在浇注过程中，向铁水液流表面撒入硅钡钙随流孕育剂，并在铁水流动过程中搅拌熔化，铁水浇注温度控制在1380～1420℃，从球化结束到浇注完毕，时间控制在8min以内。硅钡钙随流孕育剂所占质量百分比为0.05～0.15％，粒度为0.2～0.8mm。
为了便于检测，在此步骤中还可以附铸试块和单铸Y型试块，尺寸符合GB/T 1348有关规定。具体地，附铸试块的厚度为75mm。
S4、过滤：采用泡沫陶瓷过滤器对铁水进行过滤处理。泡沫陶瓷过滤器的材质为ZrO2、SiC、Al2O3或由ZrO2、SiC和Al2O3混合组成，具体地，混合组成中ZrO2、SiC和Al2O3的质量百分比含量依次为65～80％、10～25％、10～25％，孔径为5～30ppi，尺寸为Φ100mm×30mm。具体地，泡沫陶瓷过滤器放置在直浇道底部。
S5、砂型保温：保温48小时后落砂开箱。
S6、热处理：依次对铸件进行低温退火和高温回火热处理工艺。
其中，如图1所示，低温退火热处理工艺包括：将铸件在≤250℃时装炉，随炉升温至730～750℃，升温速率≤60℃/h，并保温4～6小时；然后随炉缓慢冷却至600℃，降温速率≤50℃/h，出炉空冷。
如图2所示，高温回火热处理工艺包括：将铸件在≤200℃时装炉，保温2小时；然后随炉升温至520～550℃，升温速率≤50℃/h，并保温4～8小时；接着随炉缓慢冷却至≤250℃，降温速率≤30℃/h，出炉空冷。
通过本发明获得的球墨铸铁，其试块的抗拉强度Rm≥370MPa、屈服强度Rp0.2≥230MPa、延伸率A≥18％。材料在-40℃和-50℃的低温冲击韧性平均值≥12J，单个值不低于9J，-60℃时的低温冲击韧性平均值≥10J，单个值不低于7J。
以下为本发明的实施例和对比例：
实施例一
S1、铁水熔炼：加入原材料的质量百分比为：生铁40～50％，废钢25～40％，纯镍板0％，回炉料10～20％，铁水出炉温度控制在1510～1530℃；
S2、包内熔体处理：包内球化方法采用冲入法，在球化包最底部一侧放入质量百分比为0.8～1.5％的低镁低稀土球化剂金属颗粒，低镁低稀土球化剂包括以下质量百分比的成分：Re：0.8～1.2％，Mg：6.5～7.5％，Al：0.4～0.6％，Si：35～45％，Mn：0.1～0.2％，Ni:0，Ca：适量；球化剂上均匀覆盖重量含量为1～1.5％的硅钡钙长效孕育剂，硅钡钙长效孕育剂包括以下质量百分比的成分：Ca：2.0～2.5％，Si:70～75％，Al：1～1.5％，Ba：5～6％，Mn：0.1～0.15％。将铁水出炉冲入球化包内，进行球化和包内孕育，球化处理温度为1500～1550℃。球化反应结束后，取样检测，球化后的铁水包括以下质量百分比的成分：C:3.7～3.9％，Si:1.7～1.9％，Mn＜0.2％，P＜0.02％，S＜0.02％，Mg：0.03～0.05％，Ni:0，Re：0.01～0.02％，余量为Fe和不可避免的杂质。
S3、浇注：包内反应完毕后，向球化包内铁水撒入聚渣剂，将铁水表面的熔渣拔干净后，将球化包内的铁水转入浇注场地进行浇注，铁水浇注温度为1380～1420℃，浇注时随铁水加入质量百分比为0.05～0.15％的硅钡钙随流孕育剂，硅钡钙随流孕育剂的粒度为0.2～0.8mm。在此步骤中，采用厚度为75mm的附铸试块。
S4、过滤：采用泡沫陶瓷过滤器对铁水进行过滤净化处理，泡沫陶瓷过滤器孔径规格采用10ppi。
S5、砂型保温：铸件保温48小时后开箱清砂。
S6、热处理：将铸件和步骤S3中获得的厚度为75mm的附铸试块一起进行两步热处理工艺，其中，低温退火热处理工艺包括：铸件在≤250℃时装炉，随炉升温至730℃，升温速率为60℃/h，并在730℃保温5小时。然后将冷却速率控制在50℃/h以下，随炉缓慢冷却至600℃，出炉空冷。高温回火热处理工艺包括：铸件在≤200℃时装炉，保温2小时；然后随炉升温速率控制在50℃/h以下，随炉升温至530℃，保温6小时；接着将冷却速率控制在30℃/h以下，随炉缓慢冷却至250℃，出炉空冷。
S7、对附铸试块进行解剖，取其芯部位置加工成拉伸试棒、金相试样、成分分析试样和低温冲击试样，进行化学成分、金相组织和力学性能实验。
实施例一的附铸试块的化学分析结果如表1所示，热处理态金相组织检验如表2所示，结合图3和图4可知，实施例一球墨铸铁的球化级别为1级，石墨球大小为6级，球化率＞95％，铁素体基体组织＞95％。其力学性能测试结果如表3和表4所示，测试结果表明，其在-40℃、-50℃和-60℃下的冲击韧性平均值均＞12J，各项性能满足国标要求。
实施例二
实施例二与实施例一的区别在于：在步骤S1中加入纯镍板的质量百分比为0.2％，在步骤S2的球化反应结束后，铁水中Ni的质量百分比为0.1～0.2％，具体地，为0.15％。
实施例二的附铸试块的化学分析结果如表1所示，热处理态金相组织检验如表2所示，实施例二球墨铸铁的球化级别为1级，石墨球大小6级，球化率＞95％，铁素体基体组织＞95％。其力学性能测试结果如表3和表4所示，测试结果表明，实施例二添加少量Ni元素后，球墨铸铁的抗拉强度和屈服强度未见明显改变，在-40℃、-50℃和-60℃的冲击韧性平均值也均＞12J，与实施例一相比，低温冲击性能数值略有降低，但变化不大，满足国标要求。
实施例三
实施例三与实施例一、二的区别在于：在步骤S1中加入纯镍板的质量百分比为0.4％，在步骤S2的球化反应结束后，铁水中Ni的质量百分比为0.2～0.3％，具体地，为0.3％。
实施例三的附铸试块的化学分析结果如表1所示，热处理态金相组织检验如表2所示，实施例三球墨铸铁的球化级别为1级，石墨球大小6级，球化率＞95％，铁素体基体组织＞95％。其力学性能测试结果如表3和表4所示，测试结果表明，当Ni元素含量增加到0.3％时，与实施例一和实施例二相比，球墨铸铁的抗拉强度和屈服强度略有变化，在-40℃、-50℃和-60℃的冲击韧性平均值也均＞12J，但低温冲击性能数值与实施例一、二相比略有降低，但变化不大，仍可满足国标要求。
实施例四
实施例四与实施例一至三的区别在于：在步骤S1中加入纯镍板的质量百分比为0.5％，在步骤S2的球化反应结束后，铁水中Ni的质量百分比为0.35～0.5％，具体地，为0.5％。
实施例四的附铸试块的化学分析结果如表1所示，热处理态金相组织检验如表2所示，其球化级别为1级，石墨球大小6级，球化率＞95％，铁素体基体组织＞95％。其力学性能测试结果如表3和表4所示，测试结果表明，当Ni元素含量增加到0.5％时，与实施例一至三相比，球墨铸铁的抗拉强度和屈服强度逐步增加，在-40℃和-50℃的冲击韧性平均值均＞12J，在-60℃的冲击韧性平均值＞10J，但低温冲击性能数值与实施例一至三相比均为降低。采用上述制造方法制备的球墨铸铁的各项性能指标也同样满足国标要求。
对比例一
对比例一与实施例一的区别在于：在步骤S2的球化反应结束后，铁水中C的质量百分比为4.0～4.3％。
对比例一的附铸试块的化学分析结果如表1所示，热处理态金相组织检验如表2所示，其球化级别为1级，石墨球大小6级，球化率＞95％，铁素体基体组织＞95％。其力学性能测试结果如表3和表4所示，测试结果表明，与实施例一相比，球墨铸铁的拉伸性能变化不大，在-40℃和-50℃的冲击韧性平均值均＞12J，但在-60℃的冲击韧性平均值＜10J，单个值也＜7J。。通过上述制造方法制备的球墨铸铁仅能满足-40℃和-50℃时的使用要求。
对比例二
对比例二与实施例一至四的区别在于：在步骤S1中加入纯镍板的质量百分比为1.5％，在步骤S2的球化反应结束后，铁水中Ni的质量百分比为1.0～1.2％。
对比例二的附铸试块的化学分析结果如表1所示，热处理态金相组织检验如表2所示，其球化级别为1级，石墨球大小6级，球化率＞95％，铁素体基体组织＞95％。其力学性能测试结果如表3和表4所示，测试结果表明，与实施例一至四相比，球墨铸铁的抗拉强度和屈服强度显著增加，但在-40℃、-50℃和-60℃时的冲击韧性平均值夜显著降低，均＜12J，且在-60℃的冲击韧性平均值＜10J，仅-20℃时的冲击韧性平均值满足国标要求。
对比例三
对比例三与实施例一的区别在于：本实施例所铸附铸试块不进行热处理。
对比例三的附铸试块的化学分析结果如表1所示，热处理态金相组织检验如表2所示，其球化级别为1级，石墨球大小6级，球化率＞95％，铁素体基体组织＞95％。其力学性能测试结果如表3和表4所示，结合图5可知，球墨铸铁的抗拉强度和屈服强度变化不大，在-40℃、-50℃和-60℃的冲击韧性平均值均＞12J，但略有降低。虽然通过上述制造方法制备的球墨铸铁也同样满足国标要求，但不利于获得更优异的低温抗冲击性能。
对比例四
对比例四与实施例四的区别在于：本实施例所铸附铸试块仅进行低温退火热处理工艺。
对比例四的附铸试块的化学分析结果如表1所示，热处理态金相组织检验如表2所示，其球化级别为1级，石墨球大小6级，球化率＞95％，铁素体基体组织＞95％。其力学性能测试结果如表3和表4所示，结合图6可知，与实施例四相比，球墨铸铁的抗拉强度和屈服强度变化不大，在-40℃和-50℃的冲击韧性平均值均＞12J，但在-60℃的冲击韧性平均值＜10J，性能显著下降。通过上述制造方法制备的球墨铸铁仅能满足-40℃和-50℃时的使用要求，不利于改善铸件内部微观组织和获得更优异的低温抗冲击性能。
表1：
化学成分 C Si Mn P S Mg RE Ni
实施例一 3.87 1.86 0.15 0.019 0.017 0.05 0.015 0.0067
实施例二 3.72 1.79 0.13 0.015 0.014 0.033 0.014 0.14
实施例三 3.80 1.77 0.18 0.017 0.014 0.048 0.011 0.28
实施例四 3.70 1.72 0.14 0.016 0.024 0.036 0.013 0.48
对比例一 4.12 1.67 0.096 0.0149 0.0075 0.047 0.014 0.0052
对比例二 3.73 1.77 0.137 0.0213 0.01 0.038 0.012 1.01
对比例三 3.82 1.82 0.14 0.017 0.0064 0.041 0.013 0.0058
对比例四 3.85 1.91 0.12 0.014 0.0058 0.03 0.012 0.51
表2：
Figure BDA0002204790930000091
表3：
表4：
Figure BDA0002204790930000101
综上所述，本发明的有益之处在于：
1、原材料、辅助材料的选择、合金成分设计为本发明的第一项关键技术：
选用高纯生铁，避免普通生铁中微量元素对铸造性能的影响；选用低锰废钢，Mn是促进珠光体形成元素，虽然能提高铸件的强度和硬度，但会显著降低低温冲击韧性，因此将Mn含量控制在0.2％以下。为实现全铁素体基体组织，经过试验，硅含量控制在1.7～1.9％，同时为保证石墨化程度，降低白口倾向，提高铁素体含量，碳含量控制在3.7～3.9％。在本发明的制作方法中，可不用添加Ni元素进行合金化处理，即能实现铁素体基体组织，获得强度、塑性和低温冲击韧性均满足使用要求的推进器箱体铸件，但为进一步保证铸件强度又不降低低温冲击性能，同时能够降低生产成本，可以将Ni元素含量控制在0～0.5％；
2、采用低温石墨化退火和高温回火热处理工艺是本发明的第二项关键技术：
受铸型等冷却条件的影响，铸件基体组织中可能会存在少量珠光体和碳化物组织，从而直接影响材料的低温冲击韧性，本发明的热处理工艺可以显著改善基体组织，低温退火可以使基体组织中的少量珠光体全部转变为铁素体组织，并将微量碳化物全部分解，高温回火则可以进一步提高基体的塑性和韧性，满足各项力学性能要求。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种低温抗冲击韧性球墨铸铁制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、铁水熔炼：铁水出炉温度控制在1510～1530℃；
S2、包内熔体处理：在球化包最底部的一侧放入含稀土球化剂，并在所述含稀土球化剂的金属颗粒上均匀覆盖硅钡钙孕育剂，将铁水出炉冲入球化包内，进行球化和包内孕育，球化处理温度为1500～1550℃；球化反应结束后，取样检测，控制球化后的铁水包括以下质量百分比的成分：C:3.7～3.9％，Si:1.7～1.9％，Mn＜0.2％，P＜0.02％，S＜0.02％，Mg：0.03～0.05％，Ni:0～0.5％，Re：0.01～0.02％，余量为Fe和杂质；
S3、浇注：将球化包内的铁水转入浇注场地进行浇注，铁水浇注温度为1380～1420℃，浇注时随铁水加入硅钡钙随流孕育剂；
S4、过滤：采用泡沫陶瓷过滤器对铁水进行过滤处理；
S5、砂型保温：保温48小时后落砂开箱；
S6、热处理：依次对铸件进行低温退火和高温回火热处理工艺。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S1中，加入的原材料质量百分比为：生铁40～60％，废钢25～40％，纯镍板0～1％，回炉料10～20％。
3.根据权利要求2所述的制造方法，其特征在于，所述生铁包括以下质量百分比的成分：C＞4％，Si＜0.5％，Mn＜0.05％，P＜0.02％，S＜0.02％，Ti＜0.02％，所述废钢包括以下质量百分比的成分：C＜0.04％，Si＜0.007％，Mn＜0.2％，P＜0.008％，S＜0.006％，Ti＜0.001％。
4.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S2中，所述硅钡钙孕育剂的粒度为3～10mm，包括以下质量百分比的成分：Ca：2.0～2.5％，Si：70～75％，Al：1～1.5％，Ba:5～6％，Mn：0.1～0.15％。
5.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S2中，所述含稀土球化剂为低镁低稀土球化剂，粒度为10～30mm。
6.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S2中，还包括：将球化包内的球化剂和孕育剂颗粒舂实，并用球铁薄板盖住，然后将出炉的铁水全部冲入球化包内，球化反应时间为30～40秒。
7.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S3中，所述硅钡钙随流孕育剂的粒度为0.2～0.8mm。
8.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S4中，所述泡沫陶瓷过滤器的材质为ZrO2、SiC、Al2O3或由ZrO2、SiC和Al2O3混合组成，孔径为5～30ppi，尺寸为Φ100mm×30mm。
9.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，在步骤S6中，所述低温退火热处理工艺包括：将铸件在≤250℃时装炉，随炉升温至730～750℃，升温速率≤60℃/h，并保温4～6小时；然后随炉缓慢冷却至600℃，降温速率≤50℃/h，出炉空冷。
10.根据权利要求1或9所述的制造方法，其特征在于，在步骤S6中，所述高温回火热处理工艺包括：将铸件在≤200℃时装炉，保温2小时；然后随炉升温至520～550℃，升温速率≤50℃/h，并保温4～8小时；接着随炉缓慢冷却至≤250℃，降温速率≤30℃/h，出炉空冷。
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