CN111850381B - 灰铸铁的生产方法 - Google Patents

灰铸铁的生产方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111850381B
CN111850381B CN202010675436.6A CN202010675436A CN111850381B CN 111850381 B CN111850381 B CN 111850381B CN 202010675436 A CN202010675436 A CN 202010675436A CN 111850381 B CN111850381 B CN 111850381B
Authority
CN
China
Prior art keywords
molten iron
iron
percent
passivation
gray cast
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010675436.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111850381A (zh
Inventor
汤森
李建
赵宇飞
秦鹏鹏
张象中
陶磊
田自祥
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhumadian Zhongji Huajun Casting Co ltd
CIMC Vehicles Group Co Ltd
Original Assignee
Zhumadian Zhongji Huajun Casting Co ltd
CIMC Vehicles Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhumadian Zhongji Huajun Casting Co ltd, CIMC Vehicles Group Co Ltd filed Critical Zhumadian Zhongji Huajun Casting Co ltd
Priority to CN202010675436.6A priority Critical patent/CN111850381B/zh
Publication of CN111850381A publication Critical patent/CN111850381A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111850381B publication Critical patent/CN111850381B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/08—Making cast-iron alloys
    • C22C33/10—Making cast-iron alloys including procedures for adding magnesium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D1/00—Treatment of fused masses in the ladle or the supply runners before casting
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C1/00—Refining of pig-iron; Cast iron
    • C21C1/08—Manufacture of cast-iron
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C22/00—Alloys based on manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C27/00—Alloys based on rhenium or a refractory metal not mentioned in groups C22C14/00 or C22C16/00
    • C22C27/06—Alloys based on chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C28/00—Alloys based on a metal not provided for in groups C22C5/00 - C22C27/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/06—Cast-iron alloys containing chromium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C37/00—Cast-iron alloys
    • C22C37/10—Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Refinement Of Pig-Iron, Manufacture Of Cast Iron, And Steel Manufacture Other Than In Revolving Furnaces (AREA)

Abstract

本发明提供了一种灰铸铁的生产方法，包括以下步骤：按照质量百分含量，称取废钢40‑50％、铁屑20‑25％、回炉料35‑45％、增碳剂1.6‑2.0％；依次将铁屑、废钢、增碳剂和回炉料加入电炉中熔化，并调整成分得到铁水；提供一铁水处理包和一浇注包，并将铁水处理包和浇注包均预热至600℃以上；将铁水倒入已预热的铁水处理包内；提供钝化丝，对铁水处理包内的铁水进行喂丝钝化处理；其中，以质量百分含量计，钝化丝中Si为45‑48％、Ca为2.0‑2.5％、Mg为0.7‑0.9％，Ba为5.8‑6.2％、Re为20‑22％；钝化丝的加入量为13m每吨铁水；按照与铁水的质量比，称取75Si‑Fe 0.40‑0.60％、Sn 0.06‑0.08％，并混合均匀，得到混合物；将上述混合物加入至浇注包内，再将经过喂丝钝化处理后的铁水倒入至浇注包内；浇注成型，成型后即得到灰铸铁。

Description

灰铸铁的生产方法
技术领域
本发明涉及铸铁加工技术领域，特别涉及一种灰铸铁的生产方法。
背景技术
灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁，因断裂时断口呈暗灰色，故称为灰铸铁，其主要成分是铁、碳、硅、锰、硫、磷，是应用最广的铸铁。灰铸铁借助于其独特的金相组织和性能特点广泛应用于汽车、工程机械等方面，尤其是汽车制动器部分的应用较为广泛。
灰铸铁组织是由金属基体加片状石墨组成的。但在灰铸铁组织中，极易在石墨尖端部位产生应力集中、疲劳，导致以灰铸铁加工的铸件易开裂失效，降低了使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种灰铸铁的生产方法，以解决现有技术中的以灰铸铁加工的铸件易开裂失效，使用寿命较低的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种灰铸铁的生产方法，包括以下步骤：
按照质量百分含量，称取废钢40-50％、铁屑15-25％、回炉料25-40％、增碳剂1.6-2.0％；
依次将所述铁屑、所述废钢、所述增碳剂和所述回炉料加入电炉中熔化，并调整成分得到铁水；其中，以质量百分含量计，所述铁水中C为3.40-3.50％、Si为1.10-1.30％、Mn为0.60-0.90％、P≤0.15％、S为0.06-0.12％、Cr为0.20-0.50％，其余为微量元素和Fe；
提供一铁水处理包和一浇注包，并将所述铁水处理包和所述浇注包均预热至600℃以上；
将所述铁水的温度升高至1520-1540℃，然后将所述铁水倒入已预热的所述铁水处理包内；
提供钝化丝，对所述铁水处理包内的所述铁水进行喂丝钝化处理；其中，以质量百分含量计，所述钝化丝中Si为45-48％、Ca为2.0-2.5％、Mg为0.7-0.9％，Ba为5.8-6.2％、Re为20-22％，其余为Fe；所述钝化丝的直径为13±0.8mm，且所述钝化丝的加入量为13m每吨铁水；
按照与所述铁水的质量比，称取75Si-Fe 0.40-0.60％、Sn 0.06-0.08％，并混合均匀，得到混合物；
将上述混合物加入至所述浇注包内，再将经过喂丝钝化处理后的所述铁水倒入至所述浇注包内；
浇注成型，浇注温度1380～1420℃，浇注时间≤10分钟，成型后即得到灰铸铁。
在其中一实施方式中，在浇注时随流加入与所述铁水的质量比为.1～0.2％的钝化随流孕育剂，其中，以质量百分含量计，所述钝化随流孕育剂中Si为68-70％、Ca为1.0％-1.5％、Re为1.8-2.5％，其余为Fe和微量元素。
在其中一实施方式中，所述钝化随流孕育剂中的Re包括质量百分含量为65-85％的Ce和15-35％的La。
在其中一实施方式中，所述钝化丝中的Re包括质量百分含量为85-90％的Ce和10-15％的La。
在其中一实施方式中，在所述喂丝钝化处理步骤中，同时通过两个喂丝通道加入钝化丝，两所述钝化丝的总量为13m每吨铁水；
各所述喂丝通道的喂丝速度为30m/min。
在其中一实施方式中，提前称量所述铁水处理包的重量，加入所述铁水后再称量重量，得到所述铁水的重量。
在其中一实施方式中，所述75Si-Fe中Si的质量百分含量为72％-80％、Ca的质量百分含量≤1.0％、Al的质量百分含量≤1.0％、余量为Fe；
所述Sn的纯度≥99.9％。
在其中一实施方式中，以质量百分含量计，所述废钢中C≤0.5％、Si≤0.5％、Mn≤1.5％、Cr≤0,。6％、余量为Fe及微量元素；
以质量百分含量计，所述铁屑中C为3.3-3.5％、Si为1.6-1.9％、Mn为0.6-0.9％、P≤0.05％、S≤0.12％、余量为Fe及微量元素；
以质量百分含量计，所述回炉料中C为3.3-3.5％、Si为1.6-1.9％、Mn为0.6-0.9％、P≤0.05％、S≤0.12％、余量为Fe及微量元素；
以质量百分含量计，所述增碳剂中固定C≥92％、挥发份≤0.1％、灰份≤5％、S≤0.5％、水分≤0.5％、N为3000-5000ppm。
在其中一实施方式中，所述依次将所述铁屑、所述废钢、所述增碳剂和所述回炉料加入电炉中熔化，并调整成分得到铁水的步骤中，调整成分的方法包括以下步骤：
取所述铁屑、所述废钢、所述增碳剂和所述回炉料熔化后的混合物，并制成光谱试块，采用快速直读光谱仪检测所述光谱试块中的元素成分，然后根据检测成分与所述铁水的预设成分之间的差异进行调整。
在其中一实施方式中，在所述光谱试块中C元素的成分高于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的废钢；
在所述光谱试块中C元素的成分低于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的增碳剂；
在所述光谱试块中Si元素的成分低于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的75Si-Fe；
在所述光谱试块中Mn元素的成分低于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的65Mn-Fe；
在所述光谱试块中Cr元素的成分低于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的铬铁。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
本发明的灰铸铁的生产方法中在喂丝钝化处理中添加有稀土元素，通过稀土元素的作用，促使螺旋位错沿法向方向生长，阻碍石墨位错的移动，使石墨的端部变得圆滑，从而提高钝化率。并且通过称重，准确得到铁水的重量，并依据铁水的重量调整钝化丝的加入量，使铁水的成分更稳定，进一步保证了钝化效果。因此，采用本发明的灰铸铁的生产方法所生产的灰铸铁的钝化率高，提高了灰铸铁的机械性能，从而提高了使用寿命。
附图说明
图1为本发明中灰铸铁的生产方法的流程图；
图2为本发明中实施例1的灰铸铁的金相图；
图3为本发明中实施例6的灰铸铁的金相图。
具体实施方式
体现本发明特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本发明。
为了进一步说明本发明的原理和结构，现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
本发明提供一种灰铸铁的生产方法，该生产方法中在铁水形核凝固的过程中，以含有稀土元素的钝化丝进行钝化，使稀土元素吸附在石墨的尖端位置，阻碍石墨的生长，使石墨的端部圆滑，从而提高钝化率，改善灰铸铁的石墨形态和力学性能，减少石墨的应力集中，提高灰铸铁的机械性能，从而延长以灰铸铁加工的铸件的使用寿命。该生产方法操作简单、稳定性强。
以下具体详细说明该灰铸铁的生产方法的原理。
参阅图1，具体步骤如下：
S1、按照质量百分含量，称取废钢40-50％、铁屑15-25％、回炉料25-40％、增碳剂1.6-2.0％。
其中，以质量百分含量计，废钢中C≤0.5％、Si≤0.5％、Mn≤1.5％、Cr≤0,。6％、余量为Fe及微量元素。
以质量百分含量计，铁屑中C为3.3-3.5％、Si为1.6-1.9％、Mn为0.6-0.9％、P≤0.05％、S≤0.12％、余量为Fe及微量元素。
以质量百分含量计，回炉料中C为3.3-3.5％、Si为1.6-1.9％、Mn为0.6-0.9％、P≤0.05％、S≤0.12％、余量为Fe及微量元素。
以质量百分含量计，增碳剂中固定C≥92％、挥发份≤0.1％、灰份≤5％、S≤0.5％、水分≤0.5％、N为3000-5000ppm。
S2、依次将铁屑、废钢、增碳剂和回炉料加入电炉中熔化，并调整成分得到铁水；其中，以质量百分含量计，铁水中C为3.40-3.50％、Si为1.10-1.30％、Mn为0.60-0.90％、P≤0.15％、S为0.06-0.12％、Cr为0.20-0.50％，其余为微量元素和Fe。
具体地，电炉采用中频感应电炉。
调整成分的方法如下：
取铁屑、废钢、增碳剂和回炉料熔化后的混合物，并制成光谱试块，采用快速直读光谱仪检测光谱试块中的元素成分，然后根据检测成分与铁水的预设成分之间的差异进行调整。
在光谱试块中C元素的成分高于铁水中的预设成分时，加入相应分量的废钢，其中，每添加170Kg废钢可使C含量降低0.1％；在光谱试块中C元素的成分低于铁水中的预设成分时，加入相应分量的增碳剂，其中，每添加7Kg增碳剂可使铁水的C含量增加0.1％。
在光谱试块中Si元素的成分低于铁水中的预设成分时，加入相应分量的75Si-Fe。其中，75Si-Fe中以质量百分含量计，Si为72-80％、Al≤1％、Ca≤1％、Mn≤0.4％，其余为Fe，每添加8Kg的75Si-Fe，可使Si含量提高0.1％。
在光谱试块中Mn元素的成分低于铁水中的预设成分时，加入相应分量的65Mn-Fe。其中，65Mn-Fe中以质量百分含量计，Mn为65-72％、C≤7％、Si≤2.5％，其余为Fe，每添加9Kg的65Mn-Fe可使Mn含量提高0.1％。
在光谱试块中Cr元素的成分低于铁水中的预设成分时，加入相应分量的铬铁。其中，铬铁中以质量百分含量计，Cr为60-65％、C≤9.5％、Si≤3％，其余为Fe，每添加10Kg的铬铁可使Cr提高0.1％。
S3、提供一铁水处理包和一浇注包，并将铁水处理包和浇注包均预热至600℃以上。
具体地，提前称量铁水处理包的重量。
铁水处理包和浇注包的内部均具有空间。
S4、将铁水的温度升高至1520-1540℃，然后将铁水倒入已预热的铁水处理包内。
具体地，加入铁水后，再称量铁水和铁水处理包的重量，而得到铁水的重量。
S5、提供钝化丝，对铁水处理包内的铁水进行喂丝钝化处理；其中，以质量百分含量计，钝化丝中Si为45-48％、Ca为2.0-2.5％、Mg为0.7-0.9％，Ba为5.8-6.2％、Re为20-22％，其余为Fe；钝化丝的直径为13±0.8mm，且钝化丝的加入量为13m每吨铁水。
具体地，通过称量，得到铁水处理包内的铁水的重量，再根据铁水的重量调整钝化丝的加入量，从而使铁水成分更加稳定。
钝化丝中的Re包括质量百分含量为85-90％的Ce和10-15％的La。
其中，钝化丝的钝化作用主要稀土元素来完成的，在铁水形核凝固的过程中，稀土元素吸附在石墨的尖端位置，阻碍石墨的生长，使石墨的端部变得圆滑，从而达到钝化的效果。
本实施例中，喂丝钝化处理采用喂丝机完成。该喂丝机具有两个喂丝通道，两喂丝通道均安装有钝化丝，并同时进行喂丝钝化处理。两喂丝通道的喂丝速度均为30m/min。
两钝化丝的总量为13m每吨铁水。
S6、按照与铁水的质量比，称取75Si-Fe 0.40-0.60％、Sn 0.06-0.08％，并混合均匀，得到混合物。
具体地，75Si-Fe中Si的质量百分含量为72％-80％、Ca的质量百分含量≤1.0％、Al的质量百分含量≤1.0％、余量为Fe。75Si-Fe的作用是孕育铁水，减小白口倾向。
Sn的纯度≥99.9％。
75Si-Fe和Sn混合均匀成混合物后，可以保证在整个添加过程中各种物质是一直都存在的且是均匀加入的，避免产生偏析。
S7、将上述混合物加入至浇注包内，再将经过喂丝钝化处理后的铁水倒入至浇注包内。
S8、浇注成型，浇注温度1380～1420℃，浇注时间≤10分钟，成型后即得到灰铸铁。在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.1～0.2％的钝化随流孕育剂，其中，以质量百分含量计，所述钝化随流孕育剂中Si为68-70％、Ca为1.0％-1.5％、Re为1.8-2.5％，其余为Fe和微量元素。
具体地，钝化随流孕育剂中的Re包括质量百分含量为65-85％的Ce和15-35％的La。
其中，钝化随流孕育剂的钝化作用主要由稀土元素来完成的，通过稀土元素促使螺旋位错沿法向方向生长，阻碍石墨位错的移动，使石墨的端部较圆滑，从而达到钝化的效果。
该灰铸铁的生产方法中在喂丝钝化处理中和浇注过程中均添加有稀土元素，通过稀土元素的作用，促使螺旋位错沿法向方向生长，阻碍石墨位错的移动，使石墨的端部变得圆滑，从而提高钝化率。并且通过称重，准确得到铁水的重量，并依据铁水的重量调整钝化丝的加入量，使铁水的成分更稳定，进一步保证了钝化效果。因此，采用本发明的灰铸铁的生产方法所生产的灰铸铁的钝化率高，提高了灰铸铁的机械性能，从而提高了使用寿命。且该生产方法操作简单，稳定性强，安全，污染小，成本相对较低。
本申请的发明人通过严格设计该生产方法中各步骤的工艺条件而制得钝化率较好的灰铸铁，以下通过各实施例介绍。
实施例1
按照质量百分含量，称取废钢50％、铁屑15％、回炉料33.4％、增碳剂1.6％。
依次将废钢、铁屑、回炉料和增碳剂加入电炉中熔化，并调整成分得到铁水；其中，以质量百分含量计，铁水中C为3.40-3.50％、Si为1.10-1.30％、Mn为0.60-0.90％、P≤0.15％、S为0.06-0.12％、Cr为0.20-0.50％，其余为微量元素和Fe。
将铁水处理包和浇注包均预热至800℃。
将铁水的温度升高至1520℃，然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内。
提供钝化丝，对铁水处理包内的铁水进行喂丝钝化处理；其中，钝化丝的直径为13±0.8mm，且钝化丝的加入量为13m每吨铁水。
按照与铁水的质量比，称取75Si-Fe 0.40％、Sn 0.08％，并混合均匀，得到混合物。
将上述混合物加入至已预热的浇注包内，再将经过喂丝钝化处理后的铁水倒入至浇注包内。
浇注成型，浇注温度1380℃，浇注时间9分钟，并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.1％的钝化随流孕育剂，成型后即得到灰铸铁。
实施例2
按照质量百分含量，称取废钢40％、铁屑23％、回炉料35％、增碳剂2.0％。
依次将废钢、铁屑、回炉料和增碳剂加入电炉中熔化，并调整成分得到铁水；其中，以质量百分含量计，铁水中C为3.40-3.50％、Si为1.10-1.30％、Mn为0.60-0.90％、P≤0.15％、S为0.06-0.12％、Cr为0.20-0.50％，其余为微量元素和Fe。
将铁水处理包和浇注包均预热至700℃。
将铁水的温度升高至1540℃，然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内。
提供钝化丝，对铁水处理包内的铁水进行喂丝钝化处理；其中，钝化丝的直径为13±0.8mm，且钝化丝的加入量为13m每吨铁水。
按照与铁水的质量比，称取75Si-Fe 0.60％、Sn 0.06％，并混合均匀，得到混合物。
将上述混合物加入至已预热的浇注包内，再将经过喂丝钝化处理后的铁水倒入至浇注包内。
浇注成型，浇注温度1420℃，浇注时间5分钟，并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.2％的钝化随流孕育剂，成型后即得到灰铸铁。
实施例3
按照质量百分含量，称取废钢40％、铁屑18.4％、回炉料40％、增碳剂1.6％。
依次将废钢、铁屑、回炉料和增碳剂加入电炉中熔化，并调整成分得到铁水；其中，以质量百分含量计，铁水中C为3.40-3.50％、Si为1.10-1.30％、Mn为0.60-0.90％、P≤0.15％、S为0.06-0.12％、Cr为0.20-0.50％，其余为微量元素和Fe。
将铁水处理包和浇注包均预热至900℃。
将铁水的温度升高至1530℃，然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内。
提供钝化丝，对铁水处理包内的铁水进行喂丝钝化处理；其中，钝化丝的直径为13±0.8mm，且钝化丝的加入量为13m每吨铁水。
按照与铁水的质量比，称取75Si-Fe 0.50％、Sn 0.07％，并混合均匀，得到混合物。
将上述混合物加入至已预热的浇注包内，再将经过喂丝钝化处理后的铁水倒入至浇注包内。
浇注成型，浇注温度1400℃，浇注时间7分钟，并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.15％的钝化随流孕育剂，成型后即得到灰铸铁。
实施例4
按照质量百分含量，称取废钢45％、铁屑25％、回炉料38％、增碳剂2.0％。
依次将废钢、铁屑、回炉料和增碳剂加入电炉中熔化，并调整成分得到铁水；其中，以质量百分含量计，铁水中C为3.40-3.50％、Si为1.10-1.30％、Mn为0.60-0.90％、P≤0.15％、S为0.06-0.12％、Cr为0.20-0.50％，其余为微量元素和Fe。
将铁水处理包和浇注包均预热至900℃。
将铁水的温度升高至1530℃，然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内。
提供钝化丝，对铁水处理包内的铁水进行喂丝钝化处理；其中，钝化丝的直径为13±0.8mm，且钝化丝的加入量为13m每吨铁水。
按照与铁水的质量比，称取75Si-Fe 0.50％、Sn 0.07％，并混合均匀，得到混合物。
将上述混合物加入至已预热的浇注包内，再将经过喂丝钝化处理后的铁水倒入至浇注包内。
浇注成型，浇注温度1400℃，浇注时间7分钟，并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.15％的钝化随流孕育剂，成型后即得到灰铸铁。
实施例5
按照质量百分含量，称取废钢48.2％、铁屑25％、回炉料25％、增碳剂1.8％。
依次将废钢、铁屑、回炉料和增碳剂加入电炉中熔化，并调整成分得到铁水；其中，以质量百分含量计，铁水中C为3.40-3.50％、Si为1.10-1.30％、Mn为0.60-0.90％、P≤0.15％、S为0.06-0.12％、Cr为0.20-0.50％，其余为微量元素和Fe。
将铁水处理包和浇注包均预热至900℃。
将铁水的温度升高至1530℃，然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内。
提供钝化丝，对铁水处理包内的铁水进行喂丝钝化处理；其中，钝化丝的直径为13±0.8mm，且钝化丝的加入量为13m每吨铁水。
按照与铁水的质量比，称取75Si-Fe 0.50％、Sn 0.07％，并混合均匀，得到混合物。
将上述混合物加入至已预热的浇注包内，再将经过喂丝钝化处理后的铁水倒入至浇注包内。
浇注成型，浇注温度1400℃，浇注时间7分钟，并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.15％的钝化随流孕育剂，成型后即得到灰铸铁。
实施例6
按照质量百分含量，称取废钢40％、铁屑20％、回炉料38％、增碳剂2.0％。
依次将废钢、铁屑、回炉料和增碳剂加入电炉中熔化，并调整成分得到铁水；其中，以质量百分含量计，铁水中C为3.40-3.50％、Si为1.10-1.30％、Mn为0.60-0.90％、P≤0.15％、S为0.06-0.12％、Cr为0.20-0.50％。
将铁水处理包和浇注包均预热至900℃。
将铁水的温度升高至1530℃，然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内。
提供钝化丝，对铁水处理包内的铁水进行喂丝钝化处理；其中，钝化丝的直径为13±0.8mm，且钝化丝的加入量为13m每吨铁水。
按照与铁水的质量比，称取75Si-Fe 0.50％、Sn 0.07％，并混合均匀，得到混合物。
将上述混合物加入至已预热的浇注包内，再将经过喂丝钝化处理后的铁水倒入至浇注包内。
浇注成型，浇注温度1400℃，浇注时间7分钟，并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.15％的钝化随流孕育剂，成型后即得到灰铸铁。
对比例1
按照质量百分含量，称取废钢40％、铁屑20％、回炉料38％、增碳剂2.0％。
依次将废钢、铁屑、回炉料和增碳剂加入电炉中熔化，并调整成分得到铁水；其中，以质量百分含量计，铁水中C为3.40-3.50％、Si为1.10-1.30％、Mn为0.60-0.90％、P≤0.15％、S为0.06-0.12％、Cr为0.20-0.50％。
按照与铁水的质量比，称取钝化剂0.3％，75Si-Fe 0.4～0.6％，并混合均匀，得到混合物。质量百分含量计，钝化丝中Si：66％、Ba：4.5％、Ca：1.62、Re：25％，适量Zr，其余为Fe。75Si-Fe中Si的质量百分含量为72％-80％、Ca的质量百分含量≤1.0％、Al的质量百分含量≤1.0％、余量为Fe。
将上述混合物加入至已预热的浇注包内，再将温度升高至1530℃的铁水倒入至浇注包内。
浇注成型，浇注温度1400℃，浇注时间7分钟，并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.15％的随流钝化剂，成型后即得到灰铸铁。
其中，随流钝化剂以质量百分含量计包括68.23％的Si：、4.1％的Ba、1.5％的Ca、10.2％的Re、4.08％的Zr，其余为Fe。
对实施例1-6及对比例1的灰铸铁的性能进行对比，如表1所示：
表1灰铸铁的性能
钝化率 抗拉强度MPa 硬度HBW
实施例1 33％ 262 198
实施例2 35％ 273 199
实施例3 30％ 285 202
实施例4 36％ 267 201
实施例5 38％ 282 200
实施例6 40％ 279 196
对比例1 20％ 248 192
由上表可知，实施例1-6所制得的灰铸铁的钝化率在30％～40％之间，钝化均匀、钝化效果较好。相较于对比例，实施例1～6所指的灰铸铁的抗拉强度、伸长率和硬度均优于对比例1。
其中图2为实施例1的灰铸铁的金相图，钝化率为33％。图3为实施例6的灰铸铁的金相图，钝化率为40％。
由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：
本发明的灰铸铁的生产方法中在喂丝钝化处理中添加有稀土元素，通过稀土元素的作用，促使螺旋位错沿法向方向生长，阻碍石墨位错的移动，使石墨的端部变得圆滑，从而提高钝化率。并且通过称重，准确得到铁水的重量，并依据铁水的重量调整钝化丝的加入量，使铁水的成分更稳定，进一步保证了钝化效果。因此，采用本发明的灰铸铁的生产方法所生产的灰铸铁的钝化率高，提高了灰铸铁的机械性能，从而提高了使用寿命。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种灰铸铁的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
按照质量百分含量，称取废钢40-50％、铁屑15-25％、回炉料25-40％、增碳剂1.6-2.0％；
依次将所述铁屑、所述废钢、所述增碳剂和所述回炉料加入电炉中熔化，并调整成分得到铁水；其中，以质量百分含量计，所述铁水中C为3.40-3.50％、Si为1.10-1.30％、Mn为0.60-0.90％、P≤0.15％、S为0.06-0.12％、Cr为0.20-0.50％，其余为微量元素和Fe；
提供一铁水处理包和一浇注包，并将所述铁水处理包和所述浇注包均预热至600℃以上；
将所述铁水的温度升高至1520-1540℃，然后将所述铁水倒入已预热的所述铁水处理包内；
提供钝化丝，对所述铁水处理包内的所述铁水进行喂丝钝化处理；其中，以质量百分含量计，所述钝化丝中Si为45-48％、Ca为2.0-2.5％、Mg为0.7-0.9％，Ba为5.8-6.2％、RE为20-22％，其余为Fe；所述钝化丝的直径为13±0.8mm，且所述钝化丝的加入量为13m每吨铁水；
按照与所述铁水的质量比，称取75Si-Fe 0.40-0.60％、Sn 0.06-0.08％，并混合均匀，得到混合物；
将上述混合物加入至所述浇注包内，再将经过喂丝钝化处理后的所述铁水倒入至所述浇注包内；
浇注成型，浇注温度1380～1420℃，浇注时间≤10分钟，成型后即得到灰铸铁。
2.根据权利要求1所述的灰铸铁的生产方法，其特征在于，在浇注时随流加入与所述铁水的质量比为0.1～0.2％的钝化随流孕育剂，其中，以质量百分含量计，所述钝化随流孕育剂中Si为68-70％、Ca为1.0％-1.5％、RE为1.8-2.5％，其余为Fe和微量元素。
3.根据权利要求2所述的灰铸铁的生产方法，其特征在于，所述钝化随流孕育剂中的RE包括质量百分含量为65-85％的Ce和15-35％的La。
4.根据权利要求1所述的灰铸铁的生产方法，其特征在于，所述钝化丝中的RE包括质量百分含量为85-90％的Ce和10-15％的La。
5.根据权利要求1所述的灰铸铁的生产方法，其特征在于，在所述喂丝钝化处理步骤中，同时通过两个喂丝通道加入钝化丝；
各所述喂丝通道的喂丝速度为30m/min。
6.根据权利要求1所述的灰铸铁的生产方法，其特征在于，提前称量所述铁水处理包的重量，加入所述铁水后再称量重量，得到所述铁水的重量。
7.根据权利要求1所述的灰铸铁的生产方法，其特征在于，所述75Si-Fe中Si的质量百分含量为72％-80％、Ca的质量百分含量≤1.0％、Al的质量百分含量≤1.0％、余量为Fe；
所述Sn的纯度≥99.9％。
8.根据权利要求1所述的灰铸铁的生产方法，其特征在于，以质量百分含量计，所述废钢中C≤0.5％、Si≤0.5％、Mn≤1.5％、Cr≤0.6％、余量为Fe及微量元素；
以质量百分含量计，所述铁屑中C为3.3-3.5％、Si为1.6-1.9％、Mn为0.6-0.9％、P≤0.05％、S≤0.12％、余量为Fe及微量元素；
以质量百分含量计，所述回炉料中C为3.3-3.5％、Si为1.6-1.9％、Mn为0.6-0.9％、P≤0.05％、S≤0.12％、余量为Fe及微量元素；
以质量百分含量计，所述增碳剂中固定C≥92％、挥发份≤0.1％、灰份≤5％、S≤0.5％、水分≤0.5％、N为3000-5000ppm。
9.根据权利要求1所述的灰铸铁的生产方法，其特征在于，所述依次将所述铁屑、所述废钢、所述增碳剂和所述回炉料加入电炉中熔化，并调整成分得到铁水的步骤中，调整成分的方法包括以下步骤：
取所述铁屑、所述废钢、所述增碳剂和所述回炉料熔化后的混合物，并制成光谱试块，采用快速直读光谱仪检测所述光谱试块中的元素成分，然后根据检测成分与所述铁水的预设成分之间的差异进行调整。
10.根据权利要求9所述的灰铸铁的生产方法，其特征在于，在所述光谱试块中C元素的成分高于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的废钢；
在所述光谱试块中C元素的成分低于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的增碳剂；
在所述光谱试块中Si元素的成分低于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的75Si-Fe；
在所述光谱试块中Mn元素的成分低于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的65Mn-Fe；
在所述光谱试块中Cr元素的成分低于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的铬铁。
CN202010675436.6A 2020-07-14 2020-07-14 灰铸铁的生产方法 Active CN111850381B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010675436.6A CN111850381B (zh) 2020-07-14 2020-07-14 灰铸铁的生产方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010675436.6A CN111850381B (zh) 2020-07-14 2020-07-14 灰铸铁的生产方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111850381A CN111850381A (zh) 2020-10-30
CN111850381B true CN111850381B (zh) 2021-09-10

Family

ID=72983855

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010675436.6A Active CN111850381B (zh) 2020-07-14 2020-07-14 灰铸铁的生产方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111850381B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113234881A (zh) * 2021-04-13 2021-08-10 浙江汉声精密机械有限公司 一种灰铸铁件唐柯缺陷消除工艺
CN114540599A (zh) * 2022-02-16 2022-05-27 驻马店中集华骏铸造有限公司 提高热疲劳性能的灰铸铁表面改性方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2511044A1 (fr) * 1981-08-04 1983-02-11 Nobel Bozel Ferro-alliage pour le traitement d'inoculation des fontes a graphite spheroidal
CN103589944B (zh) * 2013-11-25 2015-12-02 青岛海之冠汽车配件制造有限公司 一种灰铸铁及其生产方法
CN104726759A (zh) * 2013-12-24 2015-06-24 武汉重型机床集团有限公司 一种铸态高强度灰铸铁的生产方法
NO347571B1 (en) * 2016-06-30 2024-01-15 Elkem Materials Cast Iron Inoculant and Method for Production of Cast Iron Inoculant
CN107881408B (zh) * 2017-11-24 2019-11-19 江西久旺汽车配件制造有限公司 一种金相石墨钝化灰铸铁及其制备方法
CN109112390A (zh) * 2018-09-05 2019-01-01 广西玉柴机器股份有限公司 一种低合金高强度灰铸铁及其制备工艺
CN111363876A (zh) * 2020-04-28 2020-07-03 共享装备股份有限公司 一种用于灰铸铁喂线孕育的孕育线配方及生产工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN111850381A (zh) 2020-10-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3556968B2 (ja) 高炭素系高寿命軸受鋼
JP3512873B2 (ja) 高寿命高周波焼入れ軸受鋼
CN111850381B (zh) 灰铸铁的生产方法
CN110029267B (zh) 球墨铸铁
JP3238031B2 (ja) 高寿命浸炭軸受鋼
CN112030062A (zh) 蠕墨铸铁的生产方法
CN111961953A (zh) 灰铸铁的生产方法
KR0161612B1 (ko) 산화물계 개재물 초미세 분산강
CN112553521A (zh) 一种球铁材质轴承座及其制备方法
CN111471923A (zh) 一种薄壁球墨铸铁及其制造方法
CN110983170A (zh) 一种耐热疲劳商用车刹车鼓熔炼方法
CN112210708B (zh) 一种球墨铸铁及利用消失模制备该球墨铸铁的方法
CN112143970B (zh) 高强高韧非调质前轴用钢及其生产方法
US2855336A (en) Nodular iron process of manufacture
CN111748722A (zh) 一种球墨铸铁及其制备方法
CN116144937A (zh) 一种抑制含硼含氮耐热钢中硼元素烧损的电渣混渣方法
CN112589059A (zh) 一种向浇注包内添加微量碳化硅的铸造方法
JP2012036465A (ja) 耐摩耗性に優れた球状黒鉛鋳鉄品
CN109402494B (zh) 一种机车车辆用合金铸铁闸瓦及其制造方法
CN116848278A (zh) 球墨铸铁、球墨铸铁的制造方法及球化处理剂
RU2365660C1 (ru) Чугун
CN112210709B (zh) 一种轻量级产品球墨铸铁及制备方法
CN114438273B (zh) 球化孕育复合剂及其制备方法和应用以及球墨铸铁的制备工艺
JP2004346402A (ja) ばね用鋼材の製鋼精錬方法
CN108085581A (zh) 一种球铁铸件铸造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
TA01 Transfer of patent application right
TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20201217

Address after: 463000 West Section of Cedar Road, Zhumadian City, Henan Province

Applicant after: ZHUMADIAN ZHONGJI HUAJUN CASTING Co.,Ltd.

Applicant after: Zhongji Vehicle (Group) Co.,Ltd.

Address before: 463000 West Section of Cedar Road, Zhumadian City, Henan Province

Applicant before: ZHUMADIAN ZHONGJI HUAJUN CASTING Co.,Ltd.

Applicant before: Zhongji Vehicle (Group) Co.,Ltd.

Applicant before: China International Marine Containers (Group) Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant