CN111139397B - 一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，包括：备料，将部分生铁、全部废钢、全部回炉料加入低频感应炉融化，加入增碳剂、镍板；在中频感应炉炉底铺一层硅铁形成硅铁层，后加其余生铁形成生铁层，升温，在加入的硅铁、生铁没完全熔化之前，加入电解铜、锰铁、铬铁；向中频感应炉中加入低频感应炉中的溶液，中频感应炉溶液在蠕化浇包内蠕化；蠕化剂为稀土硅镁合金、加钙元素的复合材料、切成段的铝丝、硅钡粉、锡粉的混合物；浇注。本发明具有生产刹车盘速度快、刹车盘质量好、成本低的特点。

Description

一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法

技术领域

本发明涉及卡车刹车盘的制备方法，特别涉及蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法。

背景技术

目前国内外生产卡车刹车盘的材质主要有普通灰铸铁、合金灰铸件二类。灰铸铁具有一定的硬度，但是灰铸铁刹车盘的物理力学性能、机械强度、耐低温性能及抗热疲劳性能在汽车实用过程中难以令人满意，且在使用过程中容易出现热裂纹和磨损快的现象，造成一定的安全隐患。

铸铁中的石墨形态有片状、蠕虫状和球状。蠕虫状石墨是介于片状石墨和球状石墨之间的一种中间形态石墨。光学显微镜下观察时，在视场中大部分是互不连续的石墨短片。经深度腐蚀后用扫描电镜观察，可以看到它们在共晶团内部是互相连接的。这一点和片状石墨相似，不同的是蠕墨铸铁的长厚比较小，致密度高。同时，在扫描电镜下可看见蠕墨铸铁的端部较圆钝，有的就呈球状结构，和球状石墨十分相似。

这些特性决定了蠕墨铸铁拥有优良的综合性能。蠕墨铸铁的抗拉强度明显高于灰铸铁，略低于球墨铸铁，特别是在高温下有较高的强度。此外，蠕墨铸铁拥有优良的耐磨性、导热性能、抗氧化、抗热生长性和抗热疲劳特性。优良的综合性能使得蠕墨铸铁成为结构件和耐热、耐磨零件的理想材料，现已经在汽车刹车盘、汽车刹车盘、发动机缸体缸盖和排气歧管上应用。

因此，从运营成本及安全性角度出发，开发具有机械强度高，导热性能好，抗热疲劳性能优良、不易出现热裂纹、耐低温等综合性能优良的新型材料来代替灰铸铁材料具有重要的工程应用价值和现实意义。现有技术制备卡车刹车盘的过程中，存在以下问题：

1.采用电炉加热熔化液体、转入蠕化铁水包蠕化、铁水再倒入小铁水包中且在倒入的同时同时加入随流孕育剂，最后才浇注，砂箱成型后，需要长时间等待铁水准备后才能浇注，整个过程耗时比较长，效率不高，能耗也比较高。

2.众所周知，整个过程没有考虑浇注模型的质量，浇注卡车刹车盘表面不光滑，而蠕墨铸铁制成的发动机缸体，打磨困难，增加了加工成本。

3.蠕化剂中稀土使用量高，造成其生产成本太高，限制了其在普通场合的应用。

4.工艺使用的材料为生铁、钢等材质，不适应使用废钢、回炉料等原料的场合。采用废钢、回炉料等原料，电炉内铁水表面结壳是造成事故的第一大危险之源，需要勤翻动炉内铁水液面之上金属炉料与熔渣，使其上下通气，避免铁水与渣料脱节，如发生脱节结盖，需要将炉倾斜到合适角度，用结盖下部高温铁水熔化结盖，操作难度大，危险程度高。

5.在蠕化时，蠕化剂反应后剩余的杂质容易进入铁水中，对浇注的质量造成一定影响等。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术的不足，提供一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法。

本发明采用的技术方案如下。

一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按照重量比为10:2-3:3-5的比例准备生铁、废钢、回炉料，将部分生铁、全部废钢、全部回炉料加入低频感应炉熔化。

步骤2：加入增碳剂，控制增碳剂加入量，使溶液的含碳量为：3.6-3.75％；其中碳当量需保持在4.07-4.35％；通入氩气，加入镍板，镍板的加入量为溶液总重量的0.05-0.09％；待镍板熔化后，扒渣，备用。

步骤3：在中频感应炉炉底铺一层硅铁形成硅铁层，后加其余生铁形成生铁层，升温，在加入的硅铁、生铁没完全熔化之前，加入电解铜、锰铁、铬铁；向中频感应炉中注入步骤1中的溶液，所述步骤1中的溶液的温度不超过1540℃；适量加入少量步骤1中原料，调整最终的溶液中各组分所占的质量百分比为：C＝3.72-3.8％，S＝0.015-0.03％，Mn＝0.60-0.90％，P≤0.02％，Si＝1.9-2.3％，Cu＝0.1-0.3％，Cr＝0.02-0.04％，Ni＝0.05-0.09，其余为Fe和不可避免的杂质。Sr选用含Cr60-65％的微碳铬铁；Mo选用含Mo55-60％，粒径为10～50mm的钼铁。

加料操作过程缓慢升温，不减、停送电负荷。

当铸铁溶液成分合格且温度达到1550-1560℃时，保温10-15分钟；扒渣，备用。

步骤4：取若干个蠕化浇包，各蠕化浇包的容量为步骤3所述的中频感应炉的冶炼容量的六分之一到八分之一，并且该蠕化浇包的深度H与该蠕化浇包的内径Φ之比≥1.5。

步骤5：在步骤4所述的蠕化浇包的包底设置堤坝，该堤坝高度为200-250毫米，将蠕化浇包的底部分割成两个包底空间。

上述一个包底空间的侧壁上垂直向设有一蠕化剂存放管，蠕化剂存放管与蠕化浇包的底端接触，蠕化剂存放管的顶部位于蠕化浇包的顶面以上，蠕化剂存放管的底端的侧壁上设有若干通孔，所述蠕化浇包堤坝与浇包的边缘之间固定有可覆盖所述包底空间顶面的铁水过滤网。

向蠕化浇包的包底的不设有蠕化剂存放管的包底空间浇注蠕化剂直至浇满，蠕化浇包铸铁溶液出温度为1510℃，蠕化时间80-90s。

所述蠕化剂包括加钙元素的复合材料、螺旋状包芯线；螺旋状包芯线的芯线由稀土硅镁合金、硅钡粉、铝、锡熔化冷却后制成，芯线的外部设有铁制包衣层；加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；添加蠕化剂时，先将螺旋状包芯线的同轴放置在蠕化剂存放管内，然后向蠕化剂存放管填充加钙元素的复合材料。

其中加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；蠕化剂成分按重量比为RE＝6-8.5％，Ce/RE≥46％，Mg＝4.5-5.5％，Ca＝15-30％，Mn＜1％，Ti＜1％，MgO＜1％,Si≤45％、Al＝2.5-3％，Ba＝2.2-2.6％，Sn＝1.5-3％，其余为Fe和不可避免的杂质。Ce/RE指元素Ce元素在稀土RE中的重量比。

球化(如镁)和反球化元素(如铝)共同配制，钛是反球化元素，可以阻止石墨球的形成，与镁配制可以扩大残留镁量的范围，铈和钙都是对形成蠕虫状石墨有利的因素，在合金中配入适量的铈和钙，可以扩大获得蠕虫状石墨的范围，稳定生产。

蠕化剂与铸铁溶液的重量比为0.68-0.72％。

步骤6：将蠕化浇包里的熔液浇注到砂箱中，浇铸时间为8-11分钟；始浇温度不超过1450℃，末浇温度不低于1380℃，得卡车刹车盘毛坯。

砂箱的生产过程为：将模型按装到造型机模框上，加温，喷脱模剂，起动机器射砂造型，射砂完成后上，下箱分开铣浇口扎排气孔检查砂胎有无缺陷，合箱，合箱后送入浇铸段等待浇铸。

起动机器射砂造型采用的型砂包括：ZGS50/100粗砂、ZGS70/140细砂、高效膨润土、煤粉、糊精粉，水分，按重量比计，有效膨润土含量7.0-8.5％，煤粉控制在0.5-1.0％，ZGS50/100粗砂控制在45-50％、糊精粉控制在0.15-0.3％、其余为ZGS70/140细砂；型砂经过反复使用后，由于高温铁水的烧灼作用，砂粒经受了反复的热冲击，表面的粘土膜会变性，晶体结构受到完全破坏，变成没有湿态粘结力的死粘土，将型砂中有效粘土和死粘土之和定义为含泥量，含泥量控制在10-12.7％；型砂紧实率30-33％、湿压强度150-175kPa、透气性150-170、型砂温度≤45℃。挥发分2-2.5％、灼烧减量3-5％、型砂粒度AFS指数54-59；型砂水分控制在实验测得型砂湿压强度峰值时的对应的水分的1.1-1.2倍。其中透气性的数值的定义是“1厘米水柱、1立方厘米、1分钟能通过的气体量。”用定压式透气性仪用标准法记时间才能测出。各种单位互相抵消后，成位“无量纲”数值。

作为优选技术方案，浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。浇注时应及时将分型面逸出的气体引燃。

作为优选技术方案，低频感应炉的内腔体积是中频感应炉的内腔体积的3倍以上。

作为优选技术方案，锰铁的粒度在30-120毫米范围内。

作为优选技术方案，硅铁的粒度在60-120毫米范围内。

作为优选技术方案，锰铁含有大于或等于55％的Mn，小于或等于0.6％的P，小于或等于0.03％的S。

作为优选技术方案，高温铁水过滤网为莫来石质的陶瓷材料制成的蜂窝陶瓷过滤网或由高硅氧玻璃纤维多股编织制成的过滤网。

作为优选技术方案，高温铁水过滤网的网径为1.5-3.5mm。

作为优选技术方案，蠕化剂存放管采用莫来石质的陶瓷材料制成的蠕化剂存放管。

作为优选技术方案，堤坝与蠕化浇包的浇注通道在同一平面内。

本发明的有益效果是：

1.低频感应炉炼生铁、废钢、回炉料，可以初步调控溶液含碳量，实现了废物利用。

低频感应炉是以工业频率的电流(50或60赫兹)作为电源的感应电炉，已发展成一种用途比较广泛的冶炼设备。它主要作为熔化炉用来冶炼灰口铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁和合金铸铁。中频感应炉所用电源频率在150一10000赫兹范围内的感应炉称为中频感应炉，其主要频率在150一2500赫兹范围。(1)熔化速度快，生产效率高。中频感应炉的功率密度大，每吨钢液的功率配置比工频感应炉约大20一30％。因此，在相同条件下中频感应炉的熔化速度快，生产效率高。(2)适应性强，使用灵活。中频感应炉每炉钢液可以全部出净，更换钢种方便；而工频感应炉每炉钢液不允许出净，必须保留一部分钢液供下炉启动，因此更换钢种不方便，只适用于冶炼单一品种钢。(3)电磁搅拌效果较好。由于钢液承受的电磁力是与电源频率的平方根成反比，因此中频电源的搅拌力比工频电源小。对于去除钢中杂质和均匀化学成分、均匀温度来说，中频电源的搅拌效果比较好。工频电源过大的搅冲力使钢液对炉衬的冲刷力增大，不仅降低精炼效果而且会降低坩埚寿命。(4)起动操作方便。由于中频电流的集肤效应远大于工频电流流，因此中频感应炉在起动时，对炉料没有特殊要求，装料后即可迅速加热升温；而工频感应炉则要求有专门制作的开炉料块(与坩埚尺寸近似，约以坩埚高度一半的铸钢或铸铁块)才能启动加热，而且升温速度很慢。阅此，在周期作业的条件下大多使用中频感应炉。起动方便带来的另一个优点是，在周期作业时可以节约电力。相比中频感应炉，低频感应炉还可为保温炉使用，同前，低频感应炉已代替冲天炉成为铸造生产方面的主要设备，和冲天炉相比，低频感应炉具有铁水成分和温度易于控制、铸件中的气体与夹杂物的合量低、不污染环境、节约能源和改善了劳动条件等许多优点。本发明通过低频感应炉与中频感应炉互补设置，充分发挥低频感应炉炼铁效率高，铁液可以大量制备且保温效果好，各成分溶解更加充分，中频感应炉升温速度快的特点，相对与现有技术一个中频感应炉逐步升温，节省了时间，加上减少了铁水再倒入小铁水包的工序，节省了时间；整个过程耗时比较短，效率高，能耗低，便于流水化作业。

3.低频感应炉炼铁有扒渣工序，加上低频感应炉铁液从中频感应炉的顶部的中心浇入，炉内铁水液面上下通气条件好，不容易产生铁水表面结壳问题，解决了现有技术中，废钢、回炉料制备刹车盘溶液表面结壳，容易造成事故的难题。

4.采用了先进的制砂工艺，制作的产品表面光滑；蠕化剂中稀土使用量小，生产成本低。

5.蠕化剂反应后剩余的杂质被高温铁水过滤网阻挡，不容易进入铁水中，调高了浇筑质量。铝、钡加入可以降低镁的蒸汽压，不会有烟雾及沸腾。向蠕化浇包的包底的不设有蠕化剂存放管的包底空间浇注蠕化剂直至浇满后，铁水先熔化向蠕化剂存放管放入铁粉，然后逐步与蠕化剂存放管反应，这种处理方法的优点是反应平稳，吸收率高(在一定的铁水压头下反应，而不是铁水一进入浇包立即反应)。微量的硫元素在蠕墨铸铁中的主要作用是稳定蠕化率，减小壁厚尺寸对蠕化率的敏感性。铬能显著提高强度、硬度和耐磨性、提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，但同时降低塑性和韧性。适当比例的铬还可形成高硬度复杂的Fe-Cr-C化合物，对基体起到弥散强化作用。硅元素在在铸件表面形成一层致密的氧化膜，提高材料的抗氧化性能。适当比例的锰在蠕墨铸铁中起稳定珠光体的作用。适当比例的铜使所制备的蠕墨材料抗拉伸能力明显提高。镍能提高钢的强度，而又保持良好的塑性和韧性。镍对酸碱有较高的耐腐蚀能力，在高温下有防锈和耐热能力。通入氩气，加速镍溶解，同时加速了各种杂质成渣的速度。球化(如镁，铈)和反球化元素(如钛、铝)共同配制，钛是反球化元素，可以阻止石墨球的形成，与镁配制可以扩大残留镁量的范围，铈和钙都是对形成蠕虫状石墨有利的因素，在合金中配入适量的铈和钙，可以扩大获得蠕虫状石墨的范围，稳定生产。适当比例的Sn使所制备的蠕墨材料抗拉伸能力明显提高。本发明的稀土元素不是促进蠕化的主导因素，稀土元素的蠕化作用相对于蠕化剂其他部分的蠕化作用较弱，所以稀土元素含量很少也能获得稳定的蠕化率。硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒及稀土易熔于铁水；成分分布均匀；缩孔倾向小，铸造工艺可与灰铸铁相同。控制了球化元素镁等与反球化元素铝的比例，从而可以提供具有500MPa～600MPa范围的抗拉强度、350MPa～450MPa范围的屈服强度和240-265的范围的布氏硬度的铸铁。根据本发明的铸铁由于具有稳定的抗拉强度和屈服强度、具有适当的硬度、较好的耐腐蚀性，因此能够用于制造可适用于高输出功率高马力柴油发动机的气缸体。

6.不需要两次孕育处理。

附图说明

图1是蠕化浇包一较佳实施例的俯视图。

图2是图1所示蠕化浇包沿A-A’的剖视图。

图3是图1所示蠕化浇包沿B-B’的剖视图。

其中：蠕化浇包-1；堤坝-2；包底空间-3；蠕化剂存放管-4；耐高温铁水过滤网-5；通孔-6；浇注通道-7。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。实施例中的涉及比例的，如无特殊说明，均为重量比。

实施例1。一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按照重量比为按照每100kg生铁，准备废钢30kg、回炉料50kg，将部分生铁、全部废钢、全部回炉料加入低频感应炉熔化。

步骤2：加入增碳剂，控制增碳剂加入量，使溶液的含碳量为：3.75％；其中碳当量需保持在4.35％，所述碳当量＝碳的质量百分比+(硅的质量百分比/3)；通入氩气，加入镍板，镍板的加入量为溶液总重量的0.05％；待镍板熔化后，扒渣，备用。

步骤3：在中频感应炉炉底铺一层硅铁形成硅铁层，后加其余生铁形成生铁层，升温，在加入的硅铁、生铁没完全熔化之前，加入电解铜、锰铁、铬铁；向中频感应炉中通过管路从中频感应炉的顶部的中心浇入步骤1中的溶液，所述步骤1中的溶液的温度不超过1540℃；适量加入少量步骤1中原料，调整最终的溶液中各组分所占的质量百分比为：C＝3.72％，S＝0.016％，Mn＝0.60％，P≤0.02％，Si＝1.9％，Cu＝0.153％，Cr＝0.021％，其余为Fe和不可避免的杂质。

加料操作过程缓慢升温，不减、停送电负荷。

当铸铁溶液成分合格且温度达到1550℃时，保温15分钟；扒渣，备用。

步骤4：取若干个蠕化浇包，各蠕化浇包的容量为步骤3所述的中频感应炉的冶炼容量的六分之一，并且该蠕化浇包的深度H与该蠕化浇包的内径Φ之比≥1.5。

步骤5：在步骤4所述的蠕化浇包的包底设置堤坝，该堤坝高度为250毫米，将蠕化浇包的底部分割成两个包底空间。

上述一个包底空间的侧壁上垂直向设有一蠕化剂存放管，蠕化剂存放管与蠕化浇包的底端接触，蠕化剂存放管的顶部位于蠕化浇包的顶面以上，蠕化剂存放管的底端的侧壁上设有若干通孔，所述蠕化浇包堤坝与浇包的边缘之间固定有可覆盖所述包底空间顶面的铁水过滤网。

向蠕化浇包的包底的不设有蠕化剂存放管的包底空间浇注蠕化剂直至浇满，蠕化浇包铸铁溶液出温度为1510℃，蠕化时间80s。

所述蠕化剂包括加钙元素的复合材料、螺旋状包芯线；螺旋状包芯线的芯线由稀土硅镁合金、硅钡粉、铝、锡熔化冷却后制成，芯线的外部设有铁制包衣层；加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；添加蠕化剂时，先将螺旋状包芯线的同轴放置在蠕化剂存放管内，然后向蠕化剂存放管填充加钙元素的复合材料；

其中加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；蠕化剂成分按重量比为RE＝6％，Ce/RE≥46％，Mg＝4.5％，Ca＝15％，Mn＜1％，Ti＜1％，MgO＜1％,Si≤45％、Al＝2.5％，Ba＝2.2％，Sn＝1.5％，其余为Fe和不可避免的杂质。Ce/RE指元素Ce元素在稀土RE中的重量比。

蠕化剂与铸铁溶液的重量比为0.68％。

步骤6：将蠕化浇包里的熔液浇注到砂箱中，浇铸时间为8分钟；浇注时应及时将分型面逸出的气体引燃；始浇温度不超过1450℃，末浇温度不低于1380℃，得卡车刹车盘毛坯。

砂箱的生产过程为：将模型按装到造型机模框上，加温，喷脱模剂，起动机器射砂造型，射砂完成后上，下箱分开铣浇口扎排气孔检查砂胎有无缺陷，合箱，合箱后送入浇铸段等待浇铸。

起动机器射砂造型采用的型砂包括：ZGS50/100粗砂、ZGS70/140细砂、高效膨润土、煤粉、糊精粉，水分，按重量比计，有效膨润土含量7.0％，煤粉控制在0.5-1.0％，ZGS50/100粗砂控制在45％、糊精粉控制在0.15％、其余为ZGS70/140细砂；型砂经过反复使用后，由于高温铁水的烧灼作用，砂粒经受了反复的热冲击，表面的粘土膜会变性，晶体结构受到完全破坏，变成没有湿态粘结力的死粘土，将型砂中有效粘土和死粘土之和定义为含泥量，含泥量控制在10％；型砂紧实率30％、湿压强度150kPa、透气性150、型砂温度≤45℃。挥发分2％、灼烧减量3％、型砂粒度AFS指数54；型砂水分控制在实验测得型砂湿压强度峰值时的对应的水分的1.1倍。浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。

浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。低频感应炉的内腔体积是中频感应炉的内腔体积的3倍以上。锰铁的粒度在120毫米范围内。硅铁的粒度在120毫米范围内。锰铁含有大于或等于55％的Mn，小于或等于0.6％的P，小于或等于0.03％的S。高温铁水过滤网为莫来石质的陶瓷材料制成的蜂窝陶瓷过滤网或由高硅氧玻璃纤维多股编织制成的过滤网。高温铁水过滤网的网径为1.5-3.5mm。蠕化剂存放管采用莫来石质的陶瓷材料制成的蠕化剂存放管。堤坝与蠕化浇包的浇注通道在同一平面内。

实施例2。一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按照重量比为按照每100kg生铁，准备废钢25kg、回炉料40kg，将部分生铁、全部废钢、全部回炉料加入低频感应炉熔化。

步骤2：加入增碳剂，控制增碳剂加入量，使溶液的含碳量为：3.7％；其中碳当量需保持在4.2％，所述碳当量＝碳的质量百分比+(硅的质量百分比/3)；通入氩气，加入镍板，镍板的加入量为溶液总重量的0.06％；待镍板熔化后，扒渣，备用。

步骤3：在中频感应炉炉底铺一层硅铁形成硅铁层，后加其余生铁形成生铁层，升温，在加入的硅铁、生铁没完全熔化之前，加入电解铜、锰铁、铬铁；向中频感应炉中通过管路从中频感应炉的顶部的中心浇入步骤1中的溶液，所述步骤1中的溶液的温度不超过1540℃；适量加入少量步骤1中原料，调整最终的溶液中各组分所占的质量百分比为：C＝3.75％，S＝0.018％，Mn＝0.65％，P≤0.02％，Si＝1.9％，Cu＝0.15％，Cr＝0.023％，其余为Fe和不可避免的杂质。

加料操作过程缓慢升温，不减、停送电负荷。

当铸铁溶液成分合格且温度达到1555℃时，保温12分钟；扒渣，备用。

步骤4：取若干个蠕化浇包，各蠕化浇包的容量为步骤3所述的中频感应炉的冶炼容量的七分之一，并且该蠕化浇包的深度H与该蠕化浇包的内径Φ之比≥1.5。

步骤5：在步骤4所述的蠕化浇包的包底设置堤坝，该堤坝高度为250毫米，将蠕化浇包的底部分割成两个包底空间。

上述一个包底空间的侧壁上垂直向设有一蠕化剂存放管，蠕化剂存放管与蠕化浇包的底端接触，蠕化剂存放管的顶部位于蠕化浇包的顶面以上，蠕化剂存放管的底端的侧壁上设有若干通孔，所述蠕化浇包堤坝与浇包的边缘之间固定有可覆盖所述包底空间顶面的铁水过滤网。

向蠕化浇包的包底的不设有蠕化剂存放管的包底空间浇注蠕化剂直至浇满，蠕化浇包铸铁溶液出温度为1510℃，蠕化时间90s。

所述蠕化剂包括加钙元素的复合材料、螺旋状包芯线；螺旋状包芯线的芯线由稀土硅镁合金、硅钡粉、铝、锡熔化冷却后制成，芯线的外部设有铁制包衣层；加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；添加蠕化剂时，先将螺旋状包芯线的同轴放置在蠕化剂存放管内，然后向蠕化剂存放管填充加钙元素的复合材料；

其中加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；蠕化剂成分按重量比为RE＝6.2％，Ce/RE≥46％，Mg＝4.92％，Ca＝18％，Mn＜1％，Ti＜1％，MgO＜1％,Si≤45％、Al＝2.6％，Ba＝2.4％，Sn＝1.9％，其余为Fe和不可避免的杂质。Ce/RE指元素Ce元素在稀土RE中的重量比。

蠕化剂与铸铁溶液的重量比为0.72％。

步骤6：将蠕化浇包里的熔液浇注到砂箱中，浇铸时间为9分钟；浇注时应及时将分型面逸出的气体引燃；始浇温度不超过1450℃，末浇温度不低于1380℃，得卡车刹车盘毛坯。

砂箱的生产过程为：将模型按装到造型机模框上，加温，喷脱模剂，起动机器射砂造型，射砂完成后上，下箱分开铣浇口扎排气孔检查砂胎有无缺陷，合箱，合箱后送入浇铸段等待浇铸。

起动机器射砂造型采用的型砂包括：ZGS50/100粗砂、ZGS70/140细砂、高效膨润土、煤粉、糊精粉，水分，按重量比计，有效膨润土含量8％，煤粉控制在0.6％，ZGS50/100粗砂控制在48％、糊精粉控制在0.2％、其余为ZGS70/140细砂；型砂经过反复使用后，由于高温铁水的烧灼作用，砂粒经受了反复的热冲击，表面的粘土膜会变性，晶体结构受到完全破坏，变成没有湿态粘结力的死粘土，将型砂中有效粘土和死粘土之和定义为含泥量，含泥量控制在11％；型砂紧实率31％、湿压强度165kPa、透气性160、型砂温度≤45℃。挥发分2.2％、灼烧减量3.5％、型砂粒度AFS指数55；型砂水分控制在实验测得型砂湿压强度峰值时的对应的水分的1.15倍。浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。

浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。低频感应炉的内腔体积是中频感应炉的内腔体积的3倍以上。锰铁的粒度在60毫米范围内。硅铁的粒度在60毫米范围内。锰铁含有大于或等于55％的Mn，小于或等于0.6％的P，小于或等于0.03％的S。高温铁水过滤网为莫来石质的陶瓷材料制成的蜂窝陶瓷过滤网或由高硅氧玻璃纤维多股编织制成的过滤网。高温铁水过滤网的网径为1.5mm。蠕化剂存放管采用莫来石质的陶瓷材料制成的蠕化剂存放管。堤坝与蠕化浇包的浇注通道在同一平面内。

实施例3。一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按照重量比为按照每100kg生铁，准备废钢25kg、回炉料40kg，将部分生铁、全部废钢、全部回炉料加入低频感应炉熔化。

步骤2：加入增碳剂，控制增碳剂加入量，使溶液的含碳量为：3.6％；其中碳当量需保持在4.07％，所述碳当量＝碳的质量百分比+(硅的质量百分比/3)；通入氩气，加入镍板，镍板的加入量为溶液总重量的0.07％；待镍板熔化后，扒渣，备用。

步骤3：在中频感应炉炉底铺一层硅铁形成硅铁层，后加其余生铁形成生铁层，升温，在加入的硅铁、生铁没完全熔化之前，加入电解铜、锰铁、铬铁；向中频感应炉中通过管路从中频感应炉的顶部的中心浇入步骤1中的溶液，所述步骤1中的溶液的温度不超过1540℃；适量加入少量步骤1中原料，调整最终的溶液中各组分所占的质量百分比为：C＝3.74％，S＝0.021％，Mn＝0.75％，P≤0.02％，Si＝1.98％，Cu＝0.1％，Cr＝0.025％，其余为Fe和不可避免的杂质。

加料操作过程缓慢升温，不减、停送电负荷。

当铸铁溶液成分合格且温度达到1550℃时，保温12分钟；扒渣，备用。

步骤4：取若干个蠕化浇包，各蠕化浇包的容量为步骤3所述的中频感应炉的冶炼容量的六分之一，并且该蠕化浇包的深度H与该蠕化浇包的内径Φ之比≥1.5。

步骤5：在步骤4所述的蠕化浇包的包底设置堤坝，该堤坝高度为250毫米，将蠕化浇包的底部分割成两个包底空间。

上述一个包底空间的侧壁上垂直向设有一蠕化剂存放管，蠕化剂存放管与蠕化浇包的底端接触，蠕化剂存放管的顶部位于蠕化浇包的顶面以上，蠕化剂存放管的底端的侧壁上设有若干通孔，所述蠕化浇包堤坝与浇包的边缘之间固定有可覆盖所述包底空间顶面的铁水过滤网。

向蠕化浇包的包底的不设有蠕化剂存放管的包底空间浇注蠕化剂直至浇满，蠕化浇包铸铁溶液出温度为1510℃，蠕化时间85s。

所述蠕化剂包括加钙元素的复合材料、螺旋状包芯线；螺旋状包芯线的芯线由稀土硅镁合金、硅钡粉、铝、锡熔化冷却后制成，芯线的外部设有铁制包衣层；加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；添加蠕化剂时，先将螺旋状包芯线的同轴放置在蠕化剂存放管内，然后向蠕化剂存放管填充加钙元素的复合材料；

其中加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；蠕化剂成分按重量比为RE＝6.5％，Ce/RE≥46％，Mg＝5.02％，Ca＝26％，Mn＜1％，Ti＜1％，MgO＜1％,Si≤45％、Al＝2.8％，Ba＝2.5％，Sn＝2.5％，其余为Fe和不可避免的杂质。Ce/RE指元素Ce元素在稀土RE中的重量比。

蠕化剂与铸铁溶液的重量比为0.70％。

步骤6：将蠕化浇包里的熔液浇注到砂箱中，浇铸时间为9分钟；浇注时应及时将分型面逸出的气体引燃；始浇温度不超过1450℃，末浇温度不低于1380℃，得卡车刹车盘毛坯。

砂箱的生产过程为：将模型按装到造型机模框上，加温，喷脱模剂，起动机器射砂造型，射砂完成后上，下箱分开铣浇口扎排气孔检查砂胎有无缺陷，合箱，合箱后送入浇铸段等待浇铸。

起动机器射砂造型采用的型砂包括：ZGS50/100粗砂、ZGS70/140细砂、高效膨润土、煤粉、糊精粉，水分，按重量比计，有效膨润土含量7.0-8.5％，煤粉控制在0.5-1.0％，ZGS50/100粗砂控制在45-50％、糊精粉控制在0.15-0.3％、其余为ZGS70/140细砂；型砂经过反复使用后，由于高温铁水的烧灼作用，砂粒经受了反复的热冲击，表面的粘土膜会变性，晶体结构受到完全破坏，变成没有湿态粘结力的死粘土，将型砂中有效粘土和死粘土之和定义为含泥量，含泥量控制在10-12.7％；型砂紧实率30-33％、湿压强度150-175kPa、透气性150-170、型砂温度≤45℃。挥发分2-2.5％、灼烧减量3-5％、型砂粒度AFS指数54-59；型砂水分控制在实验测得型砂湿压强度峰值时的对应的水分的1.1-1.2倍。浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。

浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。低频感应炉的内腔体积是中频感应炉的内腔体积的3倍以上。锰铁的粒度在60毫米范围内。硅铁的粒度在60毫米范围内。锰铁含有大于或等于55％的Mn，小于或等于0.6％的P，小于或等于0.03％的S。高温铁水过滤网为莫来石质的陶瓷材料制成的蜂窝陶瓷过滤网或由高硅氧玻璃纤维多股编织制成的过滤网。高温铁水过滤网的网径为2.5mm。蠕化剂存放管采用莫来石质的陶瓷材料制成的蠕化剂存放管。堤坝与蠕化浇包的浇注通道在同一平面内。

实施例4。一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按照重量比为按照每100kg生铁，准备废钢25kg、回炉料35kg，将部分生铁、全部废钢、全部回炉料加入低频感应炉熔化。

步骤2：加入增碳剂，控制增碳剂加入量，使溶液的含碳量为：3.7％；其中碳当量需保持在4.2％，所述碳当量＝碳的质量百分比+(硅的质量百分比/3)；通入氩气，加入镍板，镍板的加入量为溶液总重量的0.08％；待镍板熔化后，扒渣，备用。

步骤3：在中频感应炉炉底铺一层硅铁形成硅铁层，后加其余生铁形成生铁层，升温，在加入的硅铁、生铁没完全熔化之前，加入电解铜、锰铁、铬铁；向中频感应炉中通过管路从中频感应炉的顶部的中心浇入步骤1中的溶液，所述步骤1中的溶液的温度不超过1540℃；适量加入少量步骤1中原料，调整最终的溶液中各组分所占的质量百分比为：C＝3.76％，S＝0.019％，Mn＝0.85％，P≤0.02％，Si＝2.1％，Cu＝0.3％，Cr＝0.035％，其余为Fe和不可避免的杂质。

加料操作过程缓慢升温，不减、停送电负荷。

当铸铁溶液成分合格且温度达到1555℃时，保温12分钟；扒渣，备用。

步骤4：取若干个蠕化浇包，各蠕化浇包的容量为步骤3所述的中频感应炉的冶炼容量的七分之一，并且该蠕化浇包的深度H与该蠕化浇包的内径Φ之比≥1.5。

步骤5：在步骤4所述的蠕化浇包的包底设置堤坝，该堤坝高度为200毫米，将蠕化浇包的底部分割成两个包底空间。

上述一个包底空间的侧壁上垂直向设有一蠕化剂存放管，蠕化剂存放管与蠕化浇包的底端接触，蠕化剂存放管的顶部位于蠕化浇包的顶面以上，蠕化剂存放管的底端的侧壁上设有若干通孔，所述蠕化浇包堤坝与浇包的边缘之间固定有可覆盖所述包底空间顶面的铁水过滤网。

向蠕化浇包的包底的不设有蠕化剂存放管的包底空间浇注蠕化剂直至浇满，蠕化浇包铸铁溶液出温度为1510℃，蠕化时间85s。

所述蠕化剂包括加钙元素的复合材料、螺旋状包芯线；螺旋状包芯线的芯线由稀土硅镁合金、硅钡粉、铝、锡熔化冷却后制成，芯线的外部设有铁制包衣层；加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；添加蠕化剂时，先将螺旋状包芯线的同轴放置在蠕化剂存放管内，然后向蠕化剂存放管填充加钙元素的复合材料；

其中加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；蠕化剂成分按重量比为RE＝7.2％，Ce/RE≥46％，Mg＝5.34％，Ca＝28％，Mn＜1％，Ti＜1％，MgO＜1％,Si≤45％、Al＝3％，Ba＝2.6％，Sn＝2.9％，其余为Fe和不可避免的杂质。Ce/RE指元素Ce元素在稀土RE中的重量比。

蠕化剂与铸铁溶液的重量比为0.71％。

步骤6：将蠕化浇包里的熔液浇注到砂箱中，浇铸时间为8分钟；浇注时应及时将分型面逸出的气体引燃；始浇温度不超过1450℃，末浇温度不低于1380℃，得卡车刹车盘毛坯。

砂箱的生产过程为：将模型按装到造型机模框上，加温，喷脱模剂，起动机器射砂造型，射砂完成后上，下箱分开铣浇口扎排气孔检查砂胎有无缺陷，合箱，合箱后送入浇铸段等待浇铸。

起动机器射砂造型采用的型砂包括：ZGS50/100粗砂、ZGS70/140细砂、高效膨润土、煤粉、糊精粉，水分，按重量比计，有效膨润土含量8.5％，煤粉控制在1.0％，ZGS50/100粗砂控制在50％、糊精粉控制在0.3％、其余为ZGS70/140细砂；型砂经过反复使用后，由于高温铁水的烧灼作用，砂粒经受了反复的热冲击，表面的粘土膜会变性，晶体结构受到完全破坏，变成没有湿态粘结力的死粘土，将型砂中有效粘土和死粘土之和定义为含泥量，含泥量控制在12.7％；型砂紧实率33％、湿压强度175kPa、透气性170、型砂温度≤45℃。挥发分2.5％、灼烧减量5％、型砂粒度AFS指数59；型砂水分控制在实验测得型砂湿压强度峰值时的对应的水分的1.2倍。浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。

浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。低频感应炉的内腔体积是中频感应炉的内腔体积的3倍以上。锰铁的粒度在30毫米范围内。硅铁的粒度在60毫米范围内。锰铁含有大于或等于55％的Mn，小于或等于0.6％的P，小于或等于0.03％的S。高温铁水过滤网为莫来石质的陶瓷材料制成的蜂窝陶瓷过滤网或由高硅氧玻璃纤维多股编织制成的过滤网。高温铁水过滤网的网径为1.5mm。蠕化剂存放管采用莫来石质的陶瓷材料制成的蠕化剂存放管。堤坝与蠕化浇包的浇注通道在同一平面内。

实施例5。一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按照重量比为按照每100kg生铁，准备废钢20kg、回炉料30kg，将部分生铁、全部废钢、全部回炉料加入低频感应炉熔化。

步骤2：加入增碳剂，控制增碳剂加入量，使溶液的含碳量为：3.7％；其中碳当量需保持在4.2％，所述碳当量＝碳的质量百分比+(硅的质量百分比/3)；通入氩气，加入镍板，镍板的加入量为溶液总重量的0.09％；待镍板熔化后，扒渣，备用。

步骤3：在中频感应炉炉底铺一层硅铁形成硅铁层，后加其余生铁形成生铁层，升温，在加入的硅铁、生铁没完全熔化之前，加入电解铜、锰铁、铬铁；向中频感应炉中通过管路从中频感应炉的顶部的中心浇入步骤1中的溶液，所述步骤1中的溶液的温度不超过1540℃；适量加入少量步骤1中原料，调整最终的溶液中各组分所占的质量百分比为：C＝3.8％，S＝0.017％，Mn＝0.90％，P≤0.02％，Si＝2.23％，Cu＝0.28％，Cr＝0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质。

加料操作过程缓慢升温，不减、停送电负荷。

当铸铁溶液成分合格且温度达到1550℃时，保温12分钟；扒渣，备用。

步骤4：取若干个蠕化浇包，各蠕化浇包的容量为步骤3所述的中频感应炉的冶炼容量的八分之一，并且该蠕化浇包的深度H与该蠕化浇包的内径Φ之比≥1.5。

步骤5：在步骤4所述的蠕化浇包的包底设置堤坝，该堤坝高度为200毫米，将蠕化浇包的底部分割成两个包底空间。

上述一个包底空间的侧壁上垂直向设有一蠕化剂存放管，蠕化剂存放管与蠕化浇包的底端接触，蠕化剂存放管的顶部位于蠕化浇包的顶面以上，蠕化剂存放管的底端的侧壁上设有若干通孔，所述蠕化浇包堤坝与浇包的边缘之间固定有可覆盖所述包底空间顶面的铁水过滤网。

向蠕化浇包的包底的不设有蠕化剂存放管的包底空间浇注蠕化剂直至浇满，蠕化浇包铸铁溶液出温度为1510℃，蠕化时间80s。

所述蠕化剂包括加钙元素的复合材料、螺旋状包芯线；螺旋状包芯线的芯线由稀土硅镁合金、硅钡粉、铝、锡熔化冷却后制成，芯线的外部设有铁制包衣层；加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；添加蠕化剂时，先将螺旋状包芯线的同轴放置在蠕化剂存放管内，然后向蠕化剂存放管填充加钙元素的复合材料；

其中加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；蠕化剂成分按重量比为RE＝7.5％，Ce/RE≥46％，Mg＝5.5％，Ca＝30％，Mn＜1％，Ti＜1％，MgO＜1％,Si≤45％、Al＝2.9％，Ba＝2.4％，Sn＝3％，其余为Fe和不可避免的杂质。Ce/RE指元素Ce元素在稀土RE中的重量比。

蠕化剂与铸铁溶液的重量比为0.72％。

步骤6：将蠕化浇包里的熔液浇注到砂箱中，浇铸时间为9分钟；浇注时应及时将分型面逸出的气体引燃；始浇温度不超过1450℃，末浇温度不低于1380℃，得卡车刹车盘毛坯。

砂箱的生产过程为：将模型按装到造型机模框上，加温，喷脱模剂，起动机器射砂造型，射砂完成后上，下箱分开铣浇口扎排气孔检查砂胎有无缺陷，合箱，合箱后送入浇铸段等待浇铸。

起动机器射砂造型采用的型砂包括：ZGS50/100粗砂、ZGS70/140细砂、高效膨润土、煤粉、糊精粉，水分，按重量比计，有效膨润土含量7.5％，煤粉控制在0.8％，ZGS50/100粗砂控制在47％、糊精粉控制在0.25％、其余为ZGS70/140细砂；型砂经过反复使用后，由于高温铁水的烧灼作用，砂粒经受了反复的热冲击，表面的粘土膜会变性，晶体结构受到完全破坏，变成没有湿态粘结力的死粘土，将型砂中有效粘土和死粘土之和定义为含泥量，含泥量控制在11.5％；型砂紧实率32％、湿压强度165kPa、透气性162、型砂温度≤45℃。挥发分2.3％、灼烧减量4.1％、型砂粒度AFS指数57；型砂水分控制在实验测得型砂湿压强度峰值时的对应的水分的1.15倍。浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。

浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。低频感应炉的内腔体积是中频感应炉的内腔体积的3倍以上。锰铁的粒度在30毫米范围内。硅铁的粒度在60毫米范围内。锰铁含有大于或等于55％的Mn，小于或等于0.6％的P，小于或等于0.03％的S。高温铁水过滤网为莫来石质的陶瓷材料制成的蜂窝陶瓷过滤网或由高硅氧玻璃纤维多股编织制成的过滤网。高温铁水过滤网的网径为1.5-3.5mm。蠕化剂存放管采用莫来石质的陶瓷材料制成的蠕化剂存放管。堤坝与蠕化浇包的浇注通道在同一平面内。

实施例6。一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按照重量比为按照每100kg生铁，准备废钢30kg、回炉料50kg，将部分生铁、全部废钢、全部回炉料加入低频感应炉熔化。

步骤2：加入增碳剂，控制增碳剂加入量，使溶液的含碳量为：3.6％；其中碳当量需保持在4.1％，所述碳当量＝碳的质量百分比+(硅的质量百分比/3)；通入氩气，加入镍板，镍板的加入量为溶液总重量的0.08％；待镍板熔化后，扒渣，备用。

步骤3：在中频感应炉炉底铺一层硅铁形成硅铁层，后加其余生铁形成生铁层，升温，在加入的硅铁、生铁没完全熔化之前，加入电解铜、锰铁、铬铁；向中频感应炉中通过管路从中频感应炉的顶部的中心浇入步骤1中的溶液，所述步骤1中的溶液的温度不超过1540℃；适量加入少量步骤1中原料，调整最终的溶液中各组分所占的质量百分比为：C＝3.79％，S＝0.03％，Mn＝0.85％，P≤0.02％，Si＝2.3％，Cu＝0.25％，Cr＝0.035％，其余为Fe和不可避免的杂质。

加料操作过程缓慢升温，不减、停送电负荷。

当铸铁溶液成分合格且温度达到1555℃时，保温15分钟；扒渣，备用。

步骤4：取若干个蠕化浇包，各蠕化浇包的容量为步骤3所述的中频感应炉的冶炼容量的八分之一，并且该蠕化浇包的深度H与该蠕化浇包的内径Φ之比≥1.5。

步骤5：在步骤4所述的蠕化浇包的包底设置堤坝，该堤坝高度为200毫米，将蠕化浇包的底部分割成两个包底空间。

上述一个包底空间的侧壁上垂直向设有一蠕化剂存放管，蠕化剂存放管与蠕化浇包的底端接触，蠕化剂存放管的顶部位于蠕化浇包的顶面以上，蠕化剂存放管的底端的侧壁上设有若干通孔，所述蠕化浇包堤坝与浇包的边缘之间固定有可覆盖所述包底空间顶面的铁水过滤网。

向蠕化浇包的包底的不设有蠕化剂存放管的包底空间浇注蠕化剂直至浇满，蠕化浇包铸铁溶液出温度为1510℃，蠕化时间90s；

所述蠕化剂包括加钙元素的复合材料、螺旋状包芯线；螺旋状包芯线的芯线由稀土硅镁合金、硅钡粉、铝、锡熔化冷却后制成，芯线的外部设有铁制包衣层；加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；添加蠕化剂时，先将螺旋状包芯线的同轴放置在蠕化剂存放管内，然后向蠕化剂存放管填充加钙元素的复合材料；

其中加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；蠕化剂成分按重量比为RE＝8.5％，Ce/RE≥46％，Mg＝5.25％，Ca＝27％，Mn＜1％，Ti＜1％，MgO＜1％,Si≤45％、Al＝2.6％，Ba＝2.5％，Sn＝2.6％，其余为Fe和不可避免的杂质。Ce/RE指元素Ce元素在稀土RE中的重量比。

蠕化剂与铸铁溶液的重量比为0.71％。

步骤6：将蠕化浇包里的熔液浇注到砂箱中，浇铸时间为8-11分钟；浇注时应及时将分型面逸出的气体引燃；始浇温度不超过1450℃，末浇温度不低于1380℃，得卡车刹车盘毛坯。

砂箱的生产过程为：将模型按装到造型机模框上，加温，喷脱模剂，起动机器射砂造型，射砂完成后上，下箱分开铣浇口扎排气孔检查砂胎有无缺陷，合箱，合箱后送入浇铸段等待浇铸。

起动机器射砂造型采用的型砂包括：ZGS50/100粗砂、ZGS70/140细砂、高效膨润土、煤粉、糊精粉，水分，按重量比计，有效膨润土含量8％，煤粉控制在0.5-1.0％，ZGS50/100粗砂控制在50％、糊精粉控制在0.25％、其余为ZGS70/140细砂；型砂经过反复使用后，由于高温铁水的烧灼作用，砂粒经受了反复的热冲击，表面的粘土膜会变性，晶体结构受到完全破坏，变成没有湿态粘结力的死粘土，将型砂中有效粘土和死粘土之和定义为含泥量，含泥量控制在12％；型砂紧实率33％、湿压强度175kPa、透气性170、型砂温度≤45℃。挥发分2.5％、灼烧减量5％、型砂粒度AFS指数59；型砂水分控制在实验测得型砂湿压强度峰值时的对应的水分的1.2倍。浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。

浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。低频感应炉的内腔体积是中频感应炉的内腔体积的3倍以上。锰铁的粒度在120毫米范围内。硅铁的粒度在120毫米范围内。锰铁含有大于或等于55％的Mn，小于或等于0.6％的P，小于或等于0.03％的S。高温铁水过滤网为莫来石质的陶瓷材料制成的蜂窝陶瓷过滤网或由高硅氧玻璃纤维多股编织制成的过滤网。高温铁水过滤网的网径为3.5mm。蠕化剂存放管采用莫来石质的陶瓷材料制成的蠕化剂存放管。堤坝与蠕化浇包的浇注通道在同一平面内。

实施例7。一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按照重量比为按照每100kg生铁，准备废钢-30kg、回炉料50kg，将部分生铁、全部废钢、全部回炉料加入低频感应炉熔化。

步骤2：加入增碳剂，控制增碳剂加入量，使溶液的含碳量为：3.75％；其中碳当量需保持在4.35％，所述碳当量＝碳的质量百分比+(硅的质量百分比/3)；通入氩气，加入镍板，镍板的加入量为溶液总重量的0.07％；待镍板熔化后，扒渣，备用。

步骤3：在中频感应炉炉底铺一层硅铁形成硅铁层，后加其余生铁形成生铁层，升温，在加入的硅铁、生铁没完全熔化之前，加入电解铜、锰铁、铬铁；向中频感应炉中通过管路从中频感应炉的顶部的中心浇入步骤1中的溶液，所述步骤1中的溶液的温度不超过1540℃；适量加入少量步骤1中原料，调整最终的溶液中各组分所占的质量百分比为：C＝3.78％，S＝0.025％，Mn＝0.72％，P≤0.02％，Si＝2.05％，Cu＝0.21％，Cr＝0.028％，其余为Fe和不可避免的杂质。

加料操作过程缓慢升温，不减、停送电负荷。

当铸铁溶液成分合格且温度达到1555℃时，保温15分钟；扒渣，备用。

步骤4：取若干个蠕化浇包，各蠕化浇包的容量为步骤3所述的中频感应炉的冶炼容量的七分之一，并且该蠕化浇包的深度H与该蠕化浇包的内径Φ之比≥1.5。

步骤5：在步骤4所述的蠕化浇包的包底设置堤坝，该堤坝高度为250毫米，将蠕化浇包的底部分割成两个包底空间。

上述一个包底空间的侧壁上垂直向设有一蠕化剂存放管，蠕化剂存放管与蠕化浇包的底端接触，蠕化剂存放管的顶部位于蠕化浇包的顶面以上，蠕化剂存放管的底端的侧壁上设有若干通孔，所述蠕化浇包堤坝与浇包的边缘之间固定有可覆盖所述包底空间顶面的铁水过滤网。

向蠕化浇包的包底的不设有蠕化剂存放管的包底空间浇注蠕化剂直至浇满，蠕化浇包铸铁溶液出温度为1510℃，蠕化时间90s。

所述蠕化剂包括加钙元素的复合材料、螺旋状包芯线；螺旋状包芯线的芯线由稀土硅镁合金、硅钡粉、铝、锡熔化冷却后制成，芯线的外部设有铁制包衣层；加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；添加蠕化剂时，先将螺旋状包芯线的同轴放置在蠕化剂存放管内，然后向蠕化剂存放管填充加钙元素的复合材料；

其中加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；蠕化剂成分按重量比为RE＝8.2％，Ce/RE≥46％，Mg＝5.18％，Ca＝18％，Mn＜1％，Ti＜1％，MgO＜1％,Si≤45％、Al＝2.5％，Ba＝2.4％，Sn＝1.7％，其余为Fe和不可避免的杂质。Ce/RE指元素Ce元素在稀土RE中的重量比。

蠕化剂与铸铁溶液的重量比为0.69％。

步骤6：将蠕化浇包里的熔液浇注到砂箱中，浇铸时间为10分钟；浇注时应及时将分型面逸出的气体引燃；始浇温度不超过1450℃，末浇温度不低于1380℃，得卡车刹车盘毛坯。

砂箱的生产过程为：将模型按装到造型机模框上，加温，喷脱模剂，起动机器射砂造型，射砂完成后上，下箱分开铣浇口扎排气孔检查砂胎有无缺陷，合箱，合箱后送入浇铸段等待浇铸。

起动机器射砂造型采用的型砂包括：ZGS50/100粗砂、ZGS70/140细砂、高效膨润土、煤粉、糊精粉，水分，按重量比计，有效膨润土含量8％，煤粉控制在0.75％，ZGS50/100粗砂控制在50％、糊精粉控制在0.25％、其余为ZGS70/140细砂；型砂经过反复使用后，由于高温铁水的烧灼作用，砂粒经受了反复的热冲击，表面的粘土膜会变性，晶体结构受到完全破坏，变成没有湿态粘结力的死粘土，将型砂中有效粘土和死粘土之和定义为含泥量，含泥量控制在12.3％；型砂紧实率32％、湿压强度160kPa、透气性170、型砂温度≤45℃。挥发分2.5％、灼烧减量3.5％、型砂粒度AFS指数58；型砂水分控制在实验测得型砂湿压强度峰值时的对应的水分的1.2倍。浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。

浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。低频感应炉的内腔体积是中频感应炉的内腔体积的3倍以上。锰铁的粒度在120毫米范围内。硅铁的粒度在120毫米范围内。锰铁含有大于或等于55％的Mn，小于或等于0.6％的P，小于或等于0.03％的S。高温铁水过滤网为莫来石质的陶瓷材料制成的蜂窝陶瓷过滤网或由高硅氧玻璃纤维多股编织制成的过滤网。高温铁水过滤网的网径为3.5mm。蠕化剂存放管采用莫来石质的陶瓷材料制成的蠕化剂存放管。堤坝与蠕化浇包的浇注通道在同一平面内。

实施例8。一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按照重量比为按照每100kg生铁，准备废钢30kg、回炉料40kg，将部分生铁、全部废钢、全部回炉料加入低频感应炉熔化。

步骤2：加入增碳剂，控制增碳剂加入量，使溶液的含碳量为：3.7％；其中碳当量需保持在4.2％，所述碳当量＝碳的质量百分比+(硅的质量百分比/3)；通入氩气，加入镍板，镍板的加入量为溶液总重量的0.06％；待镍板熔化后，扒渣，备用。

步骤3：在中频感应炉炉底铺一层硅铁形成硅铁层，后加其余生铁形成生铁层，升温，在加入的硅铁、生铁没完全熔化之前，加入电解铜、锰铁、铬铁；向中频感应炉中通过管路从中频感应炉的顶部的中心浇入步骤1中的溶液，所述步骤1中的溶液的温度不超过1540℃；适量加入少量步骤1中原料，调整最终的溶液中各组分所占的质量百分比为：C＝3.79％，S＝0.027％，Mn＝0.65％，P≤0.02％，Si＝2.03％，Cu＝0.13％，Cr＝0.026％，其余为Fe和不可避免的杂质。

加料操作过程缓慢升温，不减、停送电负荷。

当铸铁溶液成分合格且温度达到1560℃时，保温15分钟；扒渣，备用。

步骤4：取若干个蠕化浇包，各蠕化浇包的容量为步骤3所述的中频感应炉的冶炼容量的六分之一，并且该蠕化浇包的深度H与该蠕化浇包的内径Φ之比≥1.5。

步骤5：在步骤4所述的蠕化浇包的包底设置堤坝，该堤坝高度为250毫米，将蠕化浇包的底部分割成两个包底空间。

上述一个包底空间的侧壁上垂直向设有一蠕化剂存放管，蠕化剂存放管与蠕化浇包的底端接触，蠕化剂存放管的顶部位于蠕化浇包的顶面以上，蠕化剂存放管的底端的侧壁上设有若干通孔，所述蠕化浇包堤坝与浇包的边缘之间固定有可覆盖所述包底空间顶面的铁水过滤网。

向蠕化浇包的包底的不设有蠕化剂存放管的包底空间浇注蠕化剂直至浇满，蠕化浇包铸铁溶液出温度为1510℃，蠕化时间90s。

所述蠕化剂包括加钙元素的复合材料、螺旋状包芯线；螺旋状包芯线的芯线由稀土硅镁合金、硅钡粉、铝、锡熔化冷却后制成，芯线的外部设有铁制包衣层；加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；添加蠕化剂时，先将螺旋状包芯线的同轴放置在蠕化剂存放管内，然后向蠕化剂存放管填充加钙元素的复合材料；

其中加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；蠕化剂成分按重量比为RE＝7.9％，Ce/RE≥46％，Mg＝4.87％，Ca＝16％，Mn＜1％，Ti＜1％，MgO＜1％,Si≤45％、Al＝2.5％，Ba＝2.2％，Sn＝1.8％，其余为Fe和不可避免的杂质。Ce/RE指元素Ce元素在稀土RE中的重量比。

蠕化剂与铸铁溶液的重量比为0.68％。

步骤6：将蠕化浇包里的熔液浇注到砂箱中，浇铸时间为10分钟；浇注时应及时将分型面逸出的气体引燃；始浇温度不超过1450℃，末浇温度不低于1380℃，得卡车刹车盘毛坯。

砂箱的生产过程为：将模型按装到造型机模框上，加温，喷脱模剂，起动机器射砂造型，射砂完成后上，下箱分开铣浇口扎排气孔检查砂胎有无缺陷，合箱，合箱后送入浇铸段等待浇铸。

起动机器射砂造型采用的型砂包括：ZGS50/100粗砂、ZGS70/140细砂、高效膨润土、煤粉、糊精粉，水分，按重量比计，有效膨润土含量8.5％，煤粉控制在1.0％，ZGS50/100粗砂控制在50％、糊精粉控制在0.3％、其余为ZGS70/140细砂；型砂经过反复使用后，由于高温铁水的烧灼作用，砂粒经受了反复的热冲击，表面的粘土膜会变性，晶体结构受到完全破坏，变成没有湿态粘结力的死粘土，将型砂中有效粘土和死粘土之和定义为含泥量，含泥量控制在12.7％；型砂紧实率33％、湿压强度175kPa、透气性170、型砂温度≤45℃。挥发分2％、灼烧减量3％、型砂粒度AFS指数54；型砂水分控制在实验测得型砂湿压强度峰值时的对应的水分的1.1倍。浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。

浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流。低频感应炉的内腔体积是中频感应炉的内腔体积的3倍以上。锰铁的粒度在60毫米范围内。硅铁的粒度在90毫米范围内。锰铁含有大于或等于55％的Mn，小于或等于0.6％的P，小于或等于0.03％的S。高温铁水过滤网为莫来石质的陶瓷材料制成的蜂窝陶瓷过滤网或由高硅氧玻璃纤维多股编织制成的过滤网。高温铁水过滤网的网径为1.5-3.5mm。蠕化剂存放管采用莫来石质的陶瓷材料制成的蠕化剂存放管。堤坝与蠕化浇包的浇注通道在同一平面内。

对于卡车刹车盘。目前市场上应用的主要材料是HT250和合金铸铁，其抗拉强度为250Mpa-300Mpa，硬度值为200HBS-250HBS，伸长率低于1％，且热疲劳性和耐磨性较差。

本发明各实施例性，性能指标如下。

用本发明各实施例的方法制造的蠕铁刹车盘的性能如下。

1、重量轻，比灰铁刹车盘和钢体刹车盘减轻重量20％。

2、强度高，因蠕墨铸铁中石墨片的头部钝化，抗拉强度均超过500MPa，对基体的割裂能力大为减弱，比灰铁刹车盘的强度高25-30％。

3、性价比高。该成份蠕化剂价格较现有市场化高稀土产品成本节约3500-4000元/吨左右，符合国家稀土利用与发展政策和节能减排低碳环保的发展趋势。

4、热导性良好：可以散去制动片上的热量，经多次及长时间刹车可以把制动面的摩擦热及时消散掉。

5、抗疲劳性：蠕铁刹车盘的抗疲劳性比全灰铁刹车盘和钢体刹车盘要好。

6、磨损量：蠕墨铸铁的磨损量比全灰铁刹车盘和钢体刹车盘的磨损量要小。

7、寿命：因蠕铁刹车盘的强度高、热导秘性良好、磨损量小、改善了刹车盘的抗龟裂能力。在重型卡车刹车盘上用这种蠕墨铸铁材质取代钝化了的合金灰口铸铁，便于组织生产，而且强度更高，疲劳强度更高，直接造成更不容易开裂，使用寿命提高3-5倍。

以上所列举的实施方式仅供理解本发明之用，并非是对本发明所描述的技术方案的限定，有关领域的普通技术人员，在权利要求所述技术方案的基础上，还可以作出多种变化或变形，所有等同的变化或变形都应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。

Claims (10)

1.一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1：按照重量比为10:2-3:3-5的比例准备生铁、废钢、回炉料，将部分生铁、全部废钢、全部回炉料加入低频感应炉熔化；

步骤2：加入增碳剂，控制增碳剂加入量，使溶液的含碳量为：3.6-3.75％；其中碳当量需保持在4.07-4.35％；通入氩气，加入镍板，镍板的加入量为溶液总重量的0.05-0.09％；待镍板熔化后，扒渣，备用；

步骤3：在中频感应炉炉底铺一层硅铁形成硅铁层，后加其余生铁形成生铁层，升温，在加入的硅铁、生铁没完全熔化之前，加入电解铜、锰铁、铬铁；向中频感应炉中注入步骤1中的溶液，所述步骤1中的溶液的温度不超过1540℃；适量加入少量步骤1中原料，调整最终的溶液中各组分所占的质量百分比为：C＝3.72-3.8％，S＝0.015-0.03％，Mn＝0.60-0.90％，P≤0.02％，Si＝1.9-2.3％，Cu＝0.1-0.3％，Cr＝0.02-0.04％，Ni＝0.05-0.09％，其余为Fe和不可避免的杂质；

加料操作过程缓慢升温，不减、停送电负荷；

当铸铁溶液成分合格且温度达到1550-1560℃时，保温10-15分钟；扒渣，备用：

步骤4：取若干个蠕化浇包，各蠕化浇包的容量为步骤3所述的中频感应炉的冶炼容量的六分之一到八分之一，并且该蠕化浇包的深度H与该蠕化浇包的内径Φ之比≥1.5；

步骤5：在步骤4所述的蠕化浇包的包底设置堤坝，该堤坝高度为200-250毫米，将蠕化浇包的底部分割成两个包底空间；

上述一个包底空间的侧壁上垂直向设有一蠕化剂存放管，蠕化剂存放管与蠕化浇包的底端接触，蠕化剂存放管的顶部位于蠕化浇包的顶面以上，蠕化剂存放管的底端的侧壁上设有若干通孔，所述蠕化浇包堤坝与浇包的边缘之间固定有可覆盖所述包底空间顶面的铁水过滤网；

向蠕化浇包的包底的不设有蠕化剂存放管的包底空间浇注蠕化剂直至浇满，蠕化浇包铸铁溶液出温度为1510℃，蠕化时间80-90s；

所述蠕化剂包括加钙元素的复合材料、螺旋状包芯线；螺旋状包芯线的芯线由稀土硅镁合金、硅钡粉、铝、锡熔化冷却后制成，芯线的外部设有铁制包衣层；加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；添加蠕化剂时，先将螺旋状包芯线的同轴放置在蠕化剂存放管内，然后向蠕化剂存放管填充加钙元素的复合材料；

其中加钙元素的复合材料为在硅钙颗粒外表面覆盖氯化钙形成的颗粒；蠕化剂成分按重量比为RE＝6-8.5％，Ce/RE≥46％，Mg＝4.5-5.5％，Ca＝15-30％，Mn＜1％，Ti＜1％，MgO＜1％,Si≤45％、Al＝2.5-3％，Ba＝2.2-2.6％，Sn＝1.5-3％，其余为Fe和不可避免的杂质；Ce/RE指元素Ce元素在稀土RE中的重量比；

蠕化剂与铸铁溶液的重量比为0.68-0.72％；

步骤6：将蠕化浇包里的熔液浇注到砂箱中，浇铸时间为8-11分钟；始浇温度不超过1450℃，末浇温度不低于1380℃，得卡车刹车盘毛坯；

砂箱的生产过程为：将模型按装到造型机模框上，加温，喷脱模剂，起动机器射砂造型，射砂完成后上，下箱分开铣浇口扎排气孔检查砂胎有无缺陷，合箱，合箱后送入浇铸段等待浇铸；

起动机器射砂造型采用的型砂包括：ZGS50/100粗砂、ZGS70/140细砂、高效膨润土、煤粉、糊精粉，水分，按重量比计，有效膨润土含量7.0-8.5％，煤粉控制在0.5-1.0％，ZGS50/100粗砂控制在45-50％、糊精粉控制在0.15-0.3％、其余为ZGS70/140细砂；型砂经过反复使用后，由于高温铁水的烧灼作用，砂粒经受了反复的热冲击，表面的粘土膜会变性，晶体结构受到完全破坏，变成没有湿态粘结力的死粘土，将型砂中有效粘土和死粘土之和定义为含泥量，含泥量控制在10-12.7％；型砂紧实率30-33％、湿压强度150-175kPa、透气性150-170、型砂温度≤45℃、挥发分2-2.5％、灼烧减量3-5％、型砂粒度AFS指数54-59；型砂水分控制在实验测得型砂湿压强度峰值时的对应的水分的1.1-1.2倍。

2.如权利要求1所述的一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于：浇注开始以细流浇注，减少金属液对型腔的冲刷作用，防止金属液飞测；逐渐加快，保证直浇道始终处于充满状态；待快充满时，以细流注入，防止金属液溢流；浇注时应及时将分型面逸出的气体引燃。

3.如权利要求1所述的一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于：低频感应炉的内腔体积是中频感应炉的内腔体积的3倍以上。

4.如权利要求1所述的一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于：锰铁的粒度在30-120毫米范围内。

5.如权利要求1所述的一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于：硅铁的粒度在60-120毫米范围内。

6.如权利要求1所述的一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于：锰铁含有大于或等于55％的Mn，小于或等于0.6％的P，小于或等于0.03％的S。

7.如权利要求1所述的一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于：高温铁水过滤网为莫来石质的陶瓷材料制成的蜂窝陶瓷过滤网或由高硅氧玻璃纤维多股编织制成的过滤网。

8.如权利要求1所述的一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于：高温铁水过滤网的网径为1.5-3.5mm。

9.如权利要求1所述的一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于：蠕化剂存放管采用莫来石质的陶瓷材料制成的蠕化剂存放管。

10.如权利要求1所述的一种蠕墨铸铁卡车刹车盘的快速制备方法，其特征在于：堤坝与蠕化浇包的浇注通道在同一平面内。

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