蠕墨铸铁的生产方法
技术领域
本发明涉及铸铁制备技术领域,特别涉及一种蠕墨铸铁的生产方法。
背景技术
蠕墨铸铁是通过蠕化处理得到蠕虫状、团絮状或球状石墨,有效的提高了铸铁的机械性能。蠕墨铸铁的机械性能介于灰铸铁和球墨铸铁之间,在保证较高的抗拉强度和耐磨性的同时还具有一定的韧性和良好的散热性能。蠕墨铸铁被广泛应用于缸体、缸盖、制动器等受力复杂,强度、韧性、耐磨性、散热要求较高的零件。
蠕墨铸铁的生产通常利用蠕化剂炉前进行冲入法蠕化处理,这种蠕墨铸铁的生产方法蠕化剂加入量高,蠕化率波动大,造成蠕墨铸铁的生产成本较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种蠕墨铸铁的生产方法,以降低现有方法中蠕化剂的加入量,并提高蠕墨铸铁的蠕化率稳定性。
为解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:
根据本发明的一个方面,本发明提供一种蠕墨铸铁的生产方法,该生产方法包括以下步骤:
按照质量百分含量,称取废钢40-55%、铁屑15-25%、回炉料25-40%、硅铁0.5-1.0%、高碳铬铁0.15-0.25%、增碳剂1.8-2.5%;
将所述废钢、所述铁屑、所述回炉料、所述硅铁、所述高碳铬铁和所述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,所述铁水中C为3.50-3.60%、Si为1.50-1.60%、Mn为0.30-0.55%、P≤0.05%、S为0.01-0.02%、Mg为0.018-0.024%、Cu为0.22-0.25%、Cr为0.13-0.18%,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1490-1510℃,然后将所述铁水倒入已预热的所述铁水处理包内;
提供蠕化丝和孕育丝,采用喂丝法对所述铁水处理包内的铁水同步进行喂丝蠕化和喂丝孕育处理;其中,以质量百分含量计,所述蠕化丝中Si为45-48%、Ca为2.5-3.5%、Mg为4-6%、Ba为5-7%、稀土元素为10-13%,其余为Fe;所述孕育丝中Si为62-65%、Ba为7-9%、Ca为1.5-2.5%、稀土元素为0.5-1%,其余为Fe;所述蠕化丝的加入量占所述铁水重量的0.25%-0.35%;所述孕育丝的加入量占所述铁水重量的0.2%-0.3%;
将经过同步喂丝处理后的所述铁水倒入至所述浇注包内,浇注温度为1400-1450℃,浇注时间≤10分钟,成型后即得到蠕墨铸铁。
本申请一些实施例,在对所述铁水处理包内的铁水同步进行喂丝蠕化和喂丝孕育处理的步骤中,通过两个喂丝通道进行同步喂丝处理,一喂丝通道加入蠕化丝,另一喂丝通道加入孕育丝。
本申请一些实施例,两所述喂丝通道的喂丝速度均为30m/min,所述蠕化丝的直径为10±0.8mm,所述孕育丝的直径为8±0.8mm。
本申请一些实施例,所述铁水处理包呈圆柱状结构,所述铁水处理包的高度与直径的比值在1.5-1.7之间。
本申请一些实施例,所述将所述废钢、所述铁屑、所述回炉料、所述硅铁、所述高碳铬铁和所述增碳剂加入电炉中熔化,并调整成分得到铁水的步骤中,所述调整成分的方法包括以下步骤:
向电炉中加入纯铜,以根据所述铁水的预设成分调整所述铁水中Cu的含量,所述纯铜中Cu≥99.9%;
向电炉中加入高碳铬铁,以根据所述铁水的预设成分调整所述铁水中Cr的含量。
本申请一些实施例,在所述铁水倒入已预热的所述铁水处理包之前,还包括以下步骤:
根据铁水的预设成分,向所述浇注包内添加硅粒和纯锡;所述硅粒与所述硅铁的成分相同,所述纯锡中Sn≥99.9%;
以质量百分含量计,所述铁水的预设成分中C为3.50-3.60%、Si为2.40-2.50%、Mn为0.30-0.55%、P≤0.05%、S为0.01-0.02%、Mg为0.018-0.024%、Cu为0.22-0.25%、Cr为0.13-0.18%、Sn为0.01-0.015%,其余为微量元素和Fe。
本申请一些实施例,在浇注时,按照铁水的质量比,加入0.1-0.2%铁素体型随流孕育剂进行随流孕育。
本申请一些实施例,以质量百分含量计,所述铁素体型随流孕育剂中Si为65%-72%,Ca为0.5%-2.0%,Ba为4%-6%,Al≤1.5%,余量为Fe及微量元素。
本申请一些实施例,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3.3-3.8%、Si≤2.5%、Mn≤0.4%、P≤0.05%、S≤0.02%、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≤2.5%、Mn≤0.5%、P≤0.25%、S≤0.02%、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。
以质量百分含量计,硅铁中Si为72-78%、Al<0.1%、Mn<0.5%、Cr<0.5%、P<0.04%、S<0.02%、C<0.2%,其余为铁和微量元素。
以质量百分含量计,高碳铬铁中Cr为60-65%、C<9.5%、Si<3.0%、P<0.03%、S<0.04%,余量为Fe和微量元素。
本申请一些实施例,所述铁屑的锈蚀率≤5%,所述铁屑中水分≤2%。
由上述技术方案可知,本发明实施例至少具有如下优点和积极效果:
本发明实施例的蠕墨铸铁的生产方法中,在铁水处理的过程中,采用喂丝法同步进行喂丝蠕化和喂丝孕育处理,以促进铁水分别对蠕化丝和孕育丝中元素的吸收,提高蠕化元素和孕育元素的吸收率;同时节约铁水处理的时间,防止铁水出现蠕化不稳及孕育不良的情形。因此,本发明通过提高蠕化元素的吸收率,降低了对蠕化剂的需求量,从而降低了蠕墨铸铁的生产成本;同时通过缩短铁水处理时间,提高了蠕化率的稳定性,从而提高了蠕墨铸铁的机械性能。
附图说明
图1是本发明蠕墨铸铁的生产方法的流程图。
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,现结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明。
参阅图1所示,本发明提供一种蠕墨铸铁的生产方法,以降低现有方法中蠕化剂的加入量,并提高蠕墨铸铁的蠕化率稳定性。该蠕墨铸铁具有较高的抗拉强度和耐磨性,同时具有一定的韧性和良好的散热性能,特别适用于缸体、缸盖、制动器等受力复杂,强度、韧性、耐磨性、散热要求较高的零件。本发明采用喂丝法通过成型的蠕化线和孕育线对铁水进行同步蠕化、孕育喂丝处理,蠕化线和孕育线的加入量按照铁水的质量进行自动控制,蠕化效果好,蠕化率稳定,对蠕化剂的加入量需求较小;且该方法劳动强度低、可操作性强、污染小、安全性好,适合大批量生产。
以下具体详细说明该蠕墨铸铁的生产方法的原理。
具体步骤如下:
S1、按照质量百分含量,称取废钢40-55%、铁屑15-25%、回炉料25-40%、硅铁0.5-1.0%、高碳铬铁0.15-0.25%、增碳剂1.8-2.5%。
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3.3-3.8%、Si≤2.5%、Mn≤0.4%、P≤0.05%、S≤0.02%、余量为Fe及微量元素。在一些实施例中,铁屑的锈蚀率≤5%,铁屑中水分≤2%。
以质量百分含量计,回炉料中C为3.3-3.5%、Si≤2.5%、Mn≤0.5%、P≤0.25%、S≤0.02%、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。
以质量百分含量计,硅铁中Si为72-78%、Al<0.1%、Mn<0.5%、Cr<0.5%、P<0.04%、S<0.02%、C<0.2%,其余为铁和微量元素。
以质量百分含量计,高碳铬铁中Cr为60-65%、C<9.5%、Si<3.0%、P<0.03%、S<0.04%,余量为Fe和微量元素。
在原料中,采用废钢和增碳剂的搭配,代替生铁,不仅降低了生产成本,还消除了石墨遗传性的不利影响。随着增碳剂的加入,碳当量提高了,此时通过加入铬铁合金、硅铁,有效改善该蠕墨铸铁的性能和提高稳定性。
S2、将废钢、铁屑、回炉料、硅铁、高碳铬铁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3.50-3.60%、Si为1.50-1.60%、Mn为0.30-0.55%、P≤0.05%、S为0.01-0.02%、Mg为0.018-0.024%、Cu为0.22-0.25%、Cr为0.13-0.18%,其余为微量元素和Fe。
具体地,电炉采用中频感应电炉。
其中,调整成分得到铁水的方法如下:
取电炉中熔化后的混合物,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;例如,每吨铁水中,每添加28Kg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;例如,每吨铁水中,每添加1.15Kg增碳剂可使铁水的C含量增加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,加入相应分量的高碳铬铁。例如,每吨铁水中,每添加1.65Kg的高碳铬铁可使Cr提高0.1%。Cr合金的加入量较少,主要目的在于提高硬度和耐磨性。过多的加入Cr合金,会出现基体碳化物。
在光谱试块中Cu元素的成分低于铁水中的预设成分时,加入相应分量的纯铜。其中,纯铜中Cu≥99.9%。例如,每吨铁水中,每添加1Kg的纯铜可使Cu提高0.1%。Cu的增加可提高硬度、强度、热疲劳强度。
在光谱试块中S元素的成分低于铁水中的预设成分时,加入相应分量的硫化亚铁。其中,每吨铁水中,每添加0.37Kg的硫化亚铁可使S提高0.01%。
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、将所述铁水的温度升高至1490-1510℃,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、提供蠕化丝和孕育丝,采用喂丝法对铁水处理包内的铁水同步进行喂丝蠕化和喂丝孕育处理。
其中,以质量百分含量计,蠕化丝中Si为45-48%、Ca为2.5-3.5%、Mg为4-6%、Ba为5-7%、稀土元素为10-13%,其余为Fe。
孕育丝中Si为62-65%、Ba为7-9%、Ca为1.5-2.5%、稀土元素为0.5-1%,其余为Fe。
采用喂丝法可以使蠕化丝内的芯粉和孕育丝内的芯粉与铁水充分的接触,促进铁水分别对蠕化丝和孕育丝中元素的吸收,提高铁水对蠕化元素和孕育元素的吸收率。
在一些实施例中,铁水处理包呈圆柱状结构,铁水处理包的高度与直径的比值在1.5-1.7之间,以使铁水处理包具有较高的高径比。铁水处理包的高度与直径的比值合理,可以使铁水在进行喂丝蠕化和孕育处理时,增加铁水与蠕化丝或孕育丝的接触时间,进一步提高铁水对蠕化芯粉和孕育芯粉的吸收率,进而提高铁水的蠕化效果和孕育效果,保证蠕化效果稳定。
蠕化丝中的镁元素,可以在铁液中沸腾,有助于蠕化元素在铁液中溶解和均匀化。其中,Mg元素的含量与铁液中S元素的含量有关。S含量过高会消耗较多的Mg,导致铁液中片状石墨增多,蠕化不良;S含量过低,会形成过多的球状石墨,蠕化率变低。Mg含量过低,会导致片状石墨增多;Mg含量过高,会形成过多的球状石墨。
在一些实施例中,铁水处理时喂丝的速度可根据铁水量及铁水处理包的深度来确定,以保证蠕化丝运行到铁水处理包的包底时,蠕化丝内的芯粉刚好起反应,保证铁水从底部开始翻滚,保证蠕化效果的均匀性。有效地防止在铁水中间部位反应造成包底底部不翻滚,而导致底部铁水蠕化不良。同时,孕育丝可以借助蠕化丝反应时对铁水的翻滚力,提高铁水的孕育效果。
蠕化丝和孕育丝进行同步喂丝,可节约铁水处理的时间。与传统的先蠕化后孕育的处理方式相比,同步喂丝的方式可以明显缩短铁水处理的时间。铁水处理对时间非常的敏感,蠕化丝或孕育丝内的元素进入铁水后反应时间过长,容易出现蠕化不稳或孕育不良的情形。
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蠕化丝和孕育丝的加入量,从而使铁水成分更加稳定。其中,蠕化丝的加入量占铁水重量的0.25%-0.35%,蠕化丝的直径为10±0.8mm。孕育丝的加入量占铁水重量的0.2%-0.3%,孕育丝的直径为8±0.8mm。
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。其中一喂丝通道安装有蠕化丝,另一喂丝通道加入孕育丝。两个喂丝通道对铁水处理包内的铁水同时进行喂丝蠕化处理和喂丝孕育处理。两喂丝通道的喂丝速度均为30m/min。
在一些实施例中,蠕化丝和孕育丝的进丝长度相同,以保证蠕化丝和孕育丝的同步进丝,使铁水处理包中的铁水同步进行蠕化和孕育处理。例如,对应于每包铁水的重量,每包铁水约为1.35吨,蠕化丝和孕育丝的进丝长度均为11.5m。
S6、将经过同步喂丝处理后的铁水倒入至浇注包内,浇注温度为1400-1450℃,浇注时间≤10分钟,成型后即得到蠕墨铸铁。
在一些实施例中,在所述铁水倒入浇注包之前,根据铁水的预设成分,向浇注包内添加硅粒和纯锡,以分别提高铁水中。其中,硅粒与硅铁的成分相同,纯锡中Sn≥99.9%。
以质量百分含量计,铁水的预设成分中C为3.50-3.60%、Si为2.40-2.50%、Mn为0.30-0.55%、P≤0.05%、S为0.01-0.02%、Mg为0.018-0.024%、Cu为0.22-0.25%、Cr为0.13-0.18%、Sn为0.01-0.015%,其余为微量元素和Fe。
具体地,包括如下步骤:
在光谱试块中,根据Si元素的成分与铁水中的预设成分对比,依据差距在浇注包中加入相应分量的硅粒。目的在于提高铁水的孕育效果,采用炉前控制Si含量,炉后包内补加硅粒,进行硅粒孕育处理,所以在铁水浇注包中加入。其中,硅粒与硅铁的成分相同,硅粒可采用小块状或小球状的硅铁,均匀地铺设在浇注包内,以提高硅铁的反应速度。例如,每吨铁水中,每添加1.35Kg的硅粒,可使Si含量提高0.1%。
在光谱试块中,根据Sn元素的成分与铁水中的预设成分对比,依据差距在浇注包中加入相应分量的纯锡。因Sn的熔点相对低,炉内加入,烧损严重,吸收率低。所以在浇注包中加入,减少损失,同时提高硬度,强度。其中,纯锡中Sn≥99.9%。例如,每吨铁水中,每添加0.13Kg的锡可使Sn提高0.01%。
铁水预设成分中C和Si含量的提高,能够使石墨片变粗,但Cu、Cr、Sn可以细化石墨片。铁水中Cr、Cu、Sn等合金元素的加入配合,可通过上述元素的复合作用,可以稳定并细化珠光体,保证材质的强度、硬度和伸长率;从而提高蠕墨铸铁的机械性能。
在一些实施例中,浇注包与铁水处理包同步预热,以备随时进行浇注,缩短浇注时间。
在一些实施例中,在浇注时,可随流加入素体型随流孕育剂0.1-0.2%进行随流孕育。其中,以质量百分含量计,所述铁素体型随流孕育剂中Si为65%-72%,Ca为0.5%-2.0%,Ba为4%-6%,Al≤1.5%,余量为Fe及微量元素。通过随流孕育,可持续不断地提供孕育,加强孕育效果,防止孕育衰退。
在该蠕化铸铁的方法在中,通过调蠕化铸铁原料配比,采用废钢和增碳剂代替生铁,降低了生产成本,消除了石墨遗传性的不理影响。蠕化丝和孕育丝中均加入了稀土元素成分,因此在喂丝处理时,可有效地提高蠕化及孕育处理的平稳性,有效地控制处理后铁水的残镁量及残硫量。同步喂丝蠕化和喂丝孕育处理,可促进铁水分别对蠕化丝和孕育丝中元素的吸收,提高蠕化元素和孕育元素的吸收率;同时可缩短铁水处理的时间,防止铁水出现蠕化不稳及孕育不良的情形,有利于生产出高质量的蠕墨铸铁,降低对蠕化丝和孕育丝的需求总量,进而降低蠕墨铸铁的总生产成本。
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蠕化率较高且蠕化率稳定的蠕墨铸铁,以下通过各实施例介绍。
实施例1
按质量百分含量,称取废钢40%、铁屑25%、回炉料32%、硅铁1%、高碳铬铁0.15%、增碳剂1.85%。
将废钢、铁屑、回炉料、硅铁、高碳铬铁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3.60%、Si为1.60%、Mn为0.40%、P为0.02%、S为0.02%、Mg为0.024%、Cu为0.22%、Cr为0.13%,其余为微量元素和Fe。
将铁水处理包和浇注包均预热至600℃。铁水处理包的高径比为1.5。
将铁水的温度升高至1490℃,然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内,浇注包处于备用状态。
提供蠕化丝和孕育丝,同时对铁水处理包内的铁水进行喂丝蠕化和喂丝孕育处理;其中,蠕化丝的直径为10±0.8mm,孕育丝的直径为8±0.8mm;蠕化丝和孕育丝的喂丝速度均为28mm/min,且蠕化丝和孕育丝的加入量为11.5m每包铁水,每包铁水约为1.35吨。
将经过同步喂丝处理后的铁水倒入至浇注包内,浇注温度1400℃,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%的铁素体型随流孕育剂进行随流孕育,浇注成型后即得到蠕墨铸铁。
实施例2
按质量百分含量,称取废钢45%、铁屑22%、回炉料30%、硅铁0.8%、高碳铬铁0.15%、增碳剂2.05%。
将废钢、铁屑、回炉料、硅铁、高碳铬铁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3.56%、Si为1.55%、Mn为0.48%、P为0.03%、S为0.015%、Mg为0.022%、Cu为0.23%、Cr为0.15%,其余为微量元素和Fe。
将铁水处理包和浇注包均预热至700℃。铁水处理包的高径比为1.6。
将铁水的温度升高至1500℃,然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内,浇注包处于备用状态。
提供蠕化丝和孕育丝,同时对铁水处理包内的铁水进行喂丝蠕化和喂丝孕育处理;其中,蠕化丝的直径为10±0.8mm,孕育丝的直径为8±0.8mm;蠕化丝和孕育丝的喂丝速度均为29mm/min,且蠕化丝和孕育丝的加入量为11.5m每包铁水,每包铁水约为1.35吨。
将经过同步喂丝处理后的铁水倒入至浇注包内,浇注温度1400℃,浇注时间9分钟,并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.15%的铁素体型随流孕育剂进行随流孕育,浇注成型后即得到蠕墨铸铁。
实施例3
按质量百分含量,称取废钢50%、铁屑20%、回炉料27%、硅铁0.5%、高碳铬铁0.15%、增碳剂2.35%。
将废钢、铁屑、回炉料、硅铁、高碳铬铁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3.54%、Si为1.60%、Mn为0.55%、P为0.04%、S为0.01%、Mg为0.020%、Cu为0.25%、Cr为0.18%,其余为微量元素和Fe。
将铁水处理包和浇注包均预热至800℃。铁水处理包的高径比为1.7。
将铁水的温度升高至1500℃,然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内,浇注包处于备用状态。
提供蠕化丝和孕育丝,同时对铁水处理包内的铁水进行喂丝蠕化和喂丝孕育处理;其中,蠕化丝的直径为10±0.8mm,孕育丝的直径为8±0.8mm;蠕化丝和孕育丝的喂丝速度均为30mm/min,且蠕化丝和孕育丝的加入量为11.5m每包铁水,每包铁水约为1.35吨。
将经过同步喂丝处理后的铁水倒入至浇注包内,浇注温度1400℃,浇注时间9分钟,并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.2%的铁素体型随流孕育剂进行随流孕育,浇注成型后即得到蠕墨铸铁。
实施例4
按质量百分含量,称取废钢50%、铁屑22%、回炉料25%、硅铁0.9%、高碳铬铁0.25%、增碳剂1.85%。
将废钢、铁屑、回炉料、硅铁、高碳铬铁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3.52%、Si为1.55%、Mn为0.30%、P为0.02%、S为0.02%、Mg为0.018%、Cu为0.24%、Cr为0.16%,其余为微量元素和Fe。
将铁水处理包和浇注包均预热至700℃。铁水处理包的高径比为1.7。
将铁水的温度升高至1500℃,然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内,浇注包处于备用状态。
提供蠕化丝和孕育丝,同时对铁水处理包内的铁水进行喂丝蠕化和喂丝孕育处理;其中,蠕化丝的直径为10±0.8mm,孕育丝的直径为8±0.8mm;蠕化丝和孕育丝的喂丝速度均为30mm/min,且蠕化丝和孕育丝的加入量为11.5m每包铁水,每包铁水约为1.35吨。
将经过同步喂丝处理后的铁水倒入至浇注包内,浇注温度1425℃,浇注时间9分钟,并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.2%的铁素体型随流孕育剂进行随流孕育,浇注成型后即得到蠕墨铸铁。
实施例5
按质量百分含量,称取废钢55%、铁屑15%、回炉料27%、硅铁1%、高碳铬铁0.2%、增碳剂1.8%。
将废钢、铁屑、回炉料、硅铁、高碳铬铁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3.50%、Si为1.50%、Mn为0.40%、P为0.02%、S为0.02%、Mg为0.022%、Cu为0.22%、Cr为0.18%,其余为微量元素和Fe。
将铁水处理包和浇注包均预热至700℃。铁水处理包的高径比为1.7。
将铁水的温度升高至1510℃,然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内,浇注包处于备用状态。
提供蠕化丝和孕育丝,同时对铁水处理包内的铁水进行喂丝蠕化和喂丝孕育处理;其中,蠕化丝的直径为10±0.8mm,孕育丝的直径为8±0.8mm;蠕化丝和孕育丝的喂丝速度均为30mm/min,且蠕化丝和孕育丝的加入量为11.5m每包铁水,每包铁水约为1.35吨。
将经过同步喂丝处理后的铁水倒入至浇注包内,浇注温度1450℃,浇注时间9分钟,并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.2%的铁素体型随流孕育剂进行随流孕育,浇注成型后即得到蠕墨铸铁。
实施例6
按质量百分含量,称取废钢40%、铁屑16.5%、回炉料40%、硅铁0.8%、高碳铬铁0.2%、增碳剂2.5%。
将废钢、铁屑、回炉料、硅铁、高碳铬铁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3.50%、Si为1.50%、Mn为0.40%、P为0.02%、S为0.02%、Mg为0.020%、Cu为0.23%、Cr为0.17%,其余为微量元素和Fe。
将铁水处理包和浇注包均预热至700℃。铁水处理包的高径比为1.7。
将铁水的温度升高至1510℃,然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内,浇注包处于备用状态。
提供蠕化丝和孕育丝,同时对铁水处理包内的铁水进行喂丝蠕化和喂丝孕育处理;其中,蠕化丝的直径为10±0.8mm,孕育丝的直径为8±0.8mm;蠕化丝和孕育丝的喂丝速度均为30mm/min,且蠕化丝和孕育丝的加入量为11.5m每包铁水,每包铁水约为1.35吨。
将经过同步喂丝处理后的铁水倒入至浇注包内,浇注温度1450℃,浇注时间9分钟,并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.2%的铁素体型随流孕育剂进行随流孕育,浇注成型后即得到蠕墨铸铁。
对比例1
按质量百分含量,称取废钢40%、铁屑16.5%、回炉料40%、硅铁0.8%、高碳铬铁0.2%、增碳剂2.5%。
将废钢、铁屑、回炉料、硅铁、高碳铬铁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3.50%、Si为1.50%、Mn为0.40%、P为0.02%、S为0.02%、Mg为0.022%、Cu为0.22%、Cr为0.17%,其余为微量元素和Fe。
将铁水处理包和浇注包均预热至700℃。铁水处理包的高径比为1.6。
将铁水的温度升高至1510℃,然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内,浇注包处于备用状态。
提供蠕化丝,对铁水处理包内的铁水进行喂丝蠕化处理;蠕化丝的直径为10±0.8mm,蠕化丝的喂丝速度为30mm/min,且蠕化丝的加入量为11.5m每吨铁水。
再提供孕育丝,对铁水处理包内的铁水进行喂丝孕育处理;孕育丝的直径为8±0.8mm;蠕化丝和孕育丝的喂丝速度均为30mm/min,且孕育丝的加入量为11.5m每包铁水,每包铁水约为1.35吨。
将经过喂丝处理后的铁水倒入至浇注包内,浇注温度1450℃,浇注时间9分钟,并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.15%的铁素体型随流孕育剂进行随流孕育,浇注成型后即得到蠕墨铸铁。
对比例2
按质量百分含量,称取废钢45%、铁屑22%、回炉料30%、硅铁0.8%、高碳铬铁0.15%、增碳剂2.05%。
将废钢、铁屑、回炉料、硅铁、高碳铬铁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3.56%、Si为1.55%、Mn为0.48%、P为0.03%、S为0.015%、Mg为0.023%、Cu为0.23%、Cr为0.15%,其余为微量元素和Fe。
将铁水处理包和浇注包均预热至700℃。铁水处理包的高径比为1.2。
将铁水的温度升高至1500℃,然后将铁水倒入上述已预热的铁水处理包内,浇注包处于备用状态。
提供蠕化丝,对铁水处理包内的铁水进行喂丝蠕化处理;蠕化丝的直径为10±0.8mm,蠕化丝的喂丝速度为30mm/min,且蠕化丝的加入量为11.5m每吨铁水。
再提供孕育丝,对铁水处理包内的铁水进行喂丝孕育处理;孕育丝的直径为8±0.8mm;蠕化丝和孕育丝的喂丝速度均为30mm/min,且孕育丝的加入量为11.5m每包铁水,每包铁水约为1.35吨。
将经过同步喂丝处理后的铁水倒入至浇注包内,浇注温度1400℃,浇注时间9分钟,并在浇注时随流加入与铁水的质量比为0.15%的铁素体型随流孕育剂进行随流孕育,浇注成型后即得到蠕墨铸铁。
将上述对实施例1-6的蠕墨铸铁的性能和对比例1-2的蠕墨铸铁的性能进行检测和对比,如表1所示:
|
碳当量 |
抗拉强度MPa |
伸长率 |
硬度HB |
高径比 |
蠕化率 |
实施例1 |
4.13 |
375 |
6% |
175 |
1.5 |
60% |
实施例2 |
4.08 |
378 |
6.5% |
178 |
1.6 |
65% |
实施例3 |
4.07 |
385 |
6.2% |
180 |
1.7 |
60% |
实施例4 |
4.04 |
380 |
6.1% |
175 |
1.7 |
60% |
实施例5 |
4.0 |
376 |
6.4% |
174 |
1.7 |
65% |
实施例6 |
4.0 |
378 |
6% |
178 |
1.7 |
60% |
对比例1 |
4.0 |
340 |
4% |
152 |
1.6 |
40% |
对比例2 |
4.08 |
330 |
3% |
145 |
1.2 |
35% |
由上表可知,实施例1-6、所制得的蠕墨铸铁的碳当量相当,但是实施例1-6的蠕化率优于对比例1-2;且实施例1-6的抗拉强度、伸长率及硬度明显优于对比例1-2。
由上述技术方案可知,本发明实施例至少具有如下优点和积极效果:
本发明实施例的蠕墨铸铁的生产方法中,在铁水处理的过程中,采用喂丝法同步进行喂丝蠕化和喂丝孕育处理,以促进铁水分别对蠕化丝和孕育丝中元素的吸收,提高蠕化元素和孕育元素的吸收率;同时节约铁水处理的时间,防止铁水出现蠕化不稳及孕育不良的情形。因此,本发明通过提高蠕化元素的吸收率,降低了对蠕化剂的需求量,从而降低了蠕墨铸铁的生产成本;同时通过缩短铁水处理时间,提高了蠕化率的稳定性,从而提高了蠕墨铸铁的机械性能。
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。