CN111363876A

CN111363876A - 一种用于灰铸铁喂线孕育的孕育线配方及生产工艺

Info

Publication number: CN111363876A
Application number: CN202010341364.1A
Authority: CN
Inventors: 陈孝先; 宋亮; 苏少静; 纳建虹
Original assignee: Kocel Machinery Co Ltd
Current assignee: Kocel Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-04-28
Filing date: 2020-04-28
Publication date: 2020-07-03

Abstract

一种用于灰铸铁喂线孕育的孕育线配方及生产工艺,孕育线配方的元素组成为镁2.0‑2.5％，硅50‑58％，稀土1‑3％，钡2.0‑3.5％，钙≤1.5％，铝≤2％，剩余的为铁；其生产工艺包括：原材料选用按照废钢60‑65％、回炉铁30‑35％、生铁5‑10％的质量比例进行配比；熔炼控制材料成分；包底预埋0.15～0.2％的硅铁进行铁液第一次孕育后使用孕育线配方进行喂线孕育。通过合理的化学成分控制，充分发挥了从各元素之间在不同环境下的作用，使得所生产的灰铸铁铸铁材料的抗拉强度≥330MPa、屈服强度≥220MPa。由于孕育线中含有稀土，增强孕育效果，有效防止孕育衰退，孕育均匀。采用本技术方案孕育的灰铸铁浇注后，灰铸铁性能优，硬度落差小，稳定性高。

Description

一种用于灰铸铁喂线孕育的孕育线配方及生产工艺

技术领域

本发明涉及一种灰铸铁材料的孕育方法，尤其涉及孕育线配方及孕育工艺，所述灰铸铁材料用于机床、压缩等产品的铸造。

背景技术

在生产灰铸铁时，普遍采用硅铁或硅钡孕育剂，用冲入法或二级孕育槽方法来进行灰铸铁的孕育生产，两种生产工艺都存在孕育不均匀，生产灰铸铁稳定性差。

发明内容

本发明克服了现有技术孕育不均匀、不充分的问题，提供了制备一种灰铸铁喂线孕育的孕育线配方，并采用该配方进行灰铸铁喂线孕育的工艺方法来生产铸件，解决了生产灰铸铁不稳定的问题。

本发明提供了一种灰铸铁喂线孕育的孕育线配方，其中孕育线主要化学成分(除Fe)如表1所示，孕育线Mg含量的选择极其重要，含量高了造成石墨蠕化，低了铁水不能形成翻滚而造成孕育不均匀。

表1孕育线配方成分

镁(％)	硅(％)	稀土(％)	钡(％)	钙(％)	铝(％)
						2.0-2.5	50～58	1～3	2.0～3.5	≤1.5	≤2

所述灰铸铁孕育线的配方的制备方法是：①根据孕育线配方制取硅铁镁合金；②把所制取的硅铁镁合金制成0.3-0.6mm的粉末；③应用包芯线设备把硅铁镁粉末包裹在0.5mm的钢皮中制成φ13mm的孕育线，与球化孕育站等球化线标准一致，便于设备通用，重量要求≥230g/m。

其中，灰铸铁材料主要化学成分(除Fe)：碳3.1～3.4％；硅1.7～1.9％；锰0.6～0.9％；磷≤0.03％；硫0.07～0.12％；镁≤0.013％。

一种灰铸铁喂线孕育的具体生产工艺如下：

1)选取原材料：原材料选用按照废钢60-65％、回炉铁30-35％、生铁5-10％的质量比例进行配比，选取灰生铁来增加铁水纯净度及形核能力，使用回炉铁用于节约生产成本。

2)熔炼工艺：称取步骤1)中的原材料，加料顺序按照废钢-回炉铁-生铁顺序依次加入，保证材料质量稳定；熔化温度小于1380℃；熔化完成后取样检测，取样温度控制1470℃～1490℃；进行炉前铁水成分检测，按照材料的主要化学成分进行成分调整；过热温度保证在1490℃～1510℃，保温3分钟进行铁水过热处理。

3)变质工艺：

在包底预埋0.15～0.2％的硅铁；

升温到过热温度出铁，控制铁液流冲向预埋硅铁进行铁液第一次孕育；

出铁结束后把铁水包放置在喂线孕育站，把表1成分的孕育线装入喂丝机，设置喂线参数14米/吨，点击开始进行铁水喂线孕育，喂丝过程中由于铁水翻滚及镁烟产生，需要盖好包盖和打开除尘；

处理完成后，要保证在10分钟内完成浇注，避免孕育衰退。

本发明通过合理的化学成分控制，充分发挥了从各元素之间在不同环境下的作用，使得所生产的灰铸铁材料的抗拉强度≥330MPa、屈服强度≥220MPa。由于孕育线中含有稀土，增强了孕育效果，有效防止孕育衰退，含有少量镁在孕育时通过镁的气化造成铁水翻滚使得孕育均匀。采用本技术方案孕育的灰铸铁浇注后，灰铸铁性能优，硬度落差小，稳定性高。

附图说明

图1：两种孕育方式的金相结果对比

具体实施方式

为了使本发明的技术特征、优点得到更好地体现，通过以下具体实施方式对本发明进行详细说明。

使用本技术方案浇注一种滑鞍类产品，成品孕育线检测的主要化学成分(除Fe)外，镁2.4％，硅53.4％，稀土1.6％，钡2.4％，钙1.1％，铝1.3％，孕育线化学成分符合配方工艺要求成分。

使用此孕育线生产滑鞍铸件的具体技术工艺如下：

1)选取原材料：使用10吨工频电炉熔炼，依次加入废钢6470Kg、回炉铁3051Kg、灰生铁504Kg，灰生铁最后加入主要是为了保证熔炼铁水核心。

2)熔炼工艺：连续快速加入炉料，保证熔化过程温度小于1380℃，熔化完成后再1475℃取样检测，炉前成分如下，碳3.16％；硅1.36％；锰0.87％；磷0.0285％；硫0.012％；镁＜0.0010％，碳含量符合工艺要求，加入6Kg的75#硅铁进行化学成分调整后符合材料主要化学成分。升温至1504℃，保温3分钟进行铁水过热处理。

3)变质工艺：

为了对比喂线工艺与传统工艺的差别，使用同一炉铁水进行两种孕育方式浇注同一类铸件进行对比，并浇注阶梯试块进行进一步对比分析。

a.使用本发明孕育线进行喂线孕育工艺

在包底预埋0.2％的75#硅铁；

过热时间控制结束后出铁，控制铁液流冲向预埋硅铁进行铁液第一次孕育；

出铁结束后把铁水包放置在喂线孕育站，把孕育线转上喂丝机，按每吨铁水14米的喂丝量进行参数设置，打开喂丝设备与除尘；

处理完成后，扒渣，保证在10分钟内完成浇注，避免孕育衰退。

b.使用二级孕育槽进行孕育工艺

①在二级孕育槽的孕育斗中装入0.5％的75#硅粒；

②过热结束后出铁，打开孕育斗进行孕育；

③处理完成后，扒渣，保证在10分钟内完成浇注，避免孕育衰退。

浇注完成后对产品的成分性能进行检测，采用本发明喂线孕育方案与二级孕育槽孕育方式浇注同一产品后的成分性能参数如表2所示。

表2浇注产品的成分及性能参数对比

从检测结果上看，在熔炼成分大体一致的情况下，使用本发明孕育生产的灰铸铁性能明显优于二级孕育槽孕育生产的灰铸铁。

本发明与普通孕育方式浇注的阶梯试块结果如表3所示，从结果看出用本发明孕育线喂线浇注的阶梯试块的断面敏感性明显优于普通二级孕育槽孕育方式的阶梯试块，硬度落差小，喂线孕育的材料在浇注薄厚变化大的铸件由于硬度落差小，有效的减少了应力造成的裂纹倾向。

表3阶梯试块检测对比表

从结果可以看出，本发明孕育浇注的阶梯试块无论是不同壁厚的硬度落差还是同一厚度从表面都心部硬度落差均优于二级孕育槽浇注的阶梯试块结果。

进一步对比试棒金相结果如图1所示。通过试棒金相照片可以看出，本发明喂线孕育偏细小的石墨长度占比多，所以本发明孕育生产的灰铸铁性能明显优于二级孕育槽孕育的铸件。

应当理解，上述实施例仅用于说明本发明而非意欲限制本发明的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本发明的技术内容后，本领域技术人员对本发明作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请。

Claims

1.一种用于灰铸铁喂线孕育的孕育线配方,其特征在于，所述孕育线配方的元素组成为镁2.0-2.5％，硅50-58％，稀土1-3％，钡2.0-3.5％，钙≤1.5％，铝≤2％以及铁。

2.一种用于灰铸铁喂线孕育的孕育线配方,其特征在于，所述孕育线配方的制备方法包括如下步骤：

S1：根据孕育线配方的元素组成制备硅铁镁合金；

S2：将硅铁镁合金制成硅铁镁粉末；

S3：硅铁镁粉末包芯包裹制成孕育线。

3.根据权利要求1所述的灰铸铁喂线孕育的孕育线配方，其特征在于，所述硅铁镁粉末直径为0.3-0.6mm。

4.根据权利要求1所述的灰铸铁喂线孕育的孕育线配方，其特征在于，所述硅铁镁粉末包裹在0.5mm的钢皮中制成φ13mm的孕育线。

5.一种采用权利要求1-4所述的孕育线配方进行喂线孕育生产工艺方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

1)选取原材料：原材料包括废钢60-65％、回炉铁30-35％、生铁5-10％；

2)熔炼：熔炼后灰铸铁材料的主要化学成分控制包含碳3.1～3.4％；硅1.7～1.9％；锰0.6～0.9％；磷≤0.03％；硫0.07～0.12％；镁≤0.013％；

3)变质工艺：包底预埋硅铁，控制铁液流冲向预埋硅铁进行铁液第一次孕育后使用所述的孕育线配方进行喂线孕育。

6.根据权利要求5所述的喂线孕育生产工艺方法，其特征在于，所述原材料加料顺序按照废钢、回炉铁、生铁顺序依次加入。

7.根据权利要求5所述的喂线孕育生产工艺方法，其特征在于，熔炼过程中熔化温度小于1380℃。

8.根据权利要求5所述的喂线孕育生产工艺方法，其特征在于，熔炼过程中取样检测温度控制1470℃～1490℃。

9.根据权利要求5所述的喂线孕育生产工艺方法，其特征在于，熔炼过程中过热温度保证在1490℃～1510℃，保温3分钟。

10.根据权利要求5所述的喂线孕育生产工艺方法，其特征在于，所述硅铁的预埋量为0.15％～0.2％。