CN113667886A - 一种高强度高韧性低温球墨铸铁及其生产工艺 - Google Patents

一种高强度高韧性低温球墨铸铁及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本申请涉及球墨铸铁的技术领域,具体公开了一种高强度高韧性低温球墨铸铁及其生产工艺。一种高强度高韧性低温球墨铸铁,包括以下重量百分比的元素:C 3.5‑3.6%、Si 2.2‑2.4%、Mn 0.15‑0.2%、P 0.02‑0.03%、S≤0.015%、Mg 0.03‑0.05%、Ni 1.1‑1.2%、Cu 0.4‑0.5%、Mo 0.1‑0.15%;其生产工艺为:S1.熔炼:将原料混合熔炼,得铁液;S2.球化处理:S2.1.球化与一次孕育;S2.2.除渣:S2.3.二次孕育;S2.4.除渣;S2.5.浇注时,随流加入随流孕育剂。本申请具有高强度、高韧性、低温性能优越的优点。

Description

一种高强度高韧性低温球墨铸铁及其生产工艺
技术领域
本申请涉及球墨铸铁的技术领域,更具体地说,它涉及一种高强度高韧性低温球墨铸铁及其生产工艺。
背景技术
铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金,由工业生铁、废钢等钢铁及其合金材料经过高温熔融和铸造成型而得到,除Fe外,还含及其它铸铁中的碳以石墨形态析出,若析出的石墨呈条片状时的铸铁叫灰口铸铁或灰铸铁、呈蠕虫状时的铸铁叫蠕墨铸铁、呈团絮状时的铸铁叫可锻铸铁或码铁、而呈球状时的铸铁就叫球墨铸铁。
球墨铸铁具有优良的力学性能、加工性能、耐磨性能、吸震性能,且制造成本低,已发展为仅次于灰铸铁的铸铁材料,被广泛应用于轨道交通行业,我国轨道交通行业纬度跨度很大,寒冷地区冬季的温度可达到-40 ℃以下,而普通球墨铸铁普通的球墨铸铁的耐低温性不够,随着铸件使用温度的下降,球墨铸铁逐渐发生由韧性向脆性转变,使得普通的球墨铸铁在应用于低温下承受动载荷的工件方面受到极大的制约。
因此,开发高强度高韧性可以满足低温使用需求的球墨铸铁显得尤为重要。
发明内容
为了在保证球墨铸铁高强度高韧性的同时提高球墨铸铁的低温性能,本申请提供一种高强度高韧性低温球墨铸铁及其生产工艺。
第一方面,本申请提供一种高强度高韧性低温球墨铸铁,采用如下的技术方案:
一种高强度高韧性低温球墨铸铁,包括以下重量百分比的元素:C 3.5-3.6%、Si2.2-2.4%、Mn 0. 15-0.2%、P 0.02-0.03%、S≤0.015%、Mg 0.03-0.05%、Ni 1.1-1.2%、Cu0.4-0.5%、Mo 0.1-0.15%。
通过采用上述技术方案,碳和硅是促进石墨化的元素,在一定的条件下,提高含碳量可增加石墨球数,改善石墨形态,但含碳量过高会导致铁液碳当量过高而产生石墨漂浮倾向或出现石墨漂浮,硅能明显促进石墨化,增加铁素体,改善球墨铸铁的塑性和韧性;同时碳还可以促进镁的吸收,改善球化,提高石墨球的圆整度,提高铁液的流动性,能够促进石墨化,减少白口倾向。铜可以促进石墨化,促进珠光体的形成,减少或完全抑制铁素体的形成,将碳、硅、铜的配比控制在本申请的范围内,可以有效提高球墨铸铁的抗拉强度与冲击韧度。
锰对球墨铸铁的塑性和韧性是有害的,锰在球墨铸铁中易在晶界富集,导致塑性和韧性急剧下降,本申请将锰含量控制在较低水平,钼能降低球墨铸铁的脆性转变温度,在锰含量较低的球墨铸铁加入钼。控制钼与锰的配比可提高铸态冲击韧性。镍可以使球墨铸铁中的铁素体受到抑制,降低奥氏体转变温度,稳定铁素体,使得珠光体细化、数量增多,扩大稳定系Fe-G和介稳定系Fe-FeC之间的共晶温度间隔,共晶期间促进石墨化,并细化石墨,同时固溶强化基体组织,与钼结合使用提高球铁的抗拉强度和冲击韧性。
球墨铸铁中各元素之间相互配合,调控石墨性能,在本申请的配比范围内,球墨铸铁的抗拉强度达到668-693 N/mm2,延伸率达到9.9-11.3%,-40℃冲击功达到6.0-8.2J。
第二方面,本申请提供一种高强度高韧性低温球墨铸铁的生产工艺,采用如下的技术方案:
一种高强度高韧性低温球墨铸铁的生产工艺,包括以下步骤:
S1.熔炼:
将生铁、废钢、增碳剂、碳化硅、回炉料、Ni合金、Cu合金、Mo合金在1500-1550℃温度下混合熔炼,得铁液,静置5-8分钟,除渣处理,待铁水温度降至1480±10℃,进行炉前检测,检测达标后进行球化处理;
S2.球化处理:
S2.1.将球化剂加入球化包内,将一次孕育剂覆盖在球化剂上刮平夯实,加入覆盖剂,然后倒入铁液,进行炉前球化;
S2.2.除渣:
S2.3.球化完毕,将球化包铁水倒入到浇注包,同时加入二次孕育剂;
S2.4.除渣;
S2.5.浇筑得铸件,浇注时,随流加入随流孕育剂。
通过采用上述技术方案,采用两次孕育加一次随流孕育的复合孕育方法,缩短了孕育处理至凝固完成的时间间隔,减少了孕育衰退,可消除球化元素所造成的白口倾向,减少或消除铸态碳化物,增加石墨球数,提高球墨的圆整度和均匀度,从而大幅度地提高球墨铸铁的质量和性能。
优选的,所述步骤S2.1为,将球化剂加入球化包内,将一次孕育剂覆盖在球化剂上刮平夯实,在孕育剂表面上覆盖铁豆,加入覆盖剂,然后倒入铁液,进行炉前球化。
通过采用上述技术方案,加入铁豆覆盖孕育剂,防止球化反应时间过快,让球化时间保持在合理时间,还可以防止镁烧损过大,造成球化不良,保证球化质量,从而提高球墨铸铁的抗拉强度与冲击韧度。
优选的,所述铁豆粒径为5-25mm。
通过采用上述技术方案,此粒径范围内的铁豆可以全面的覆盖在孕育剂上,又不会因为粒径过小而导致过度覆盖,可以有效发挥铁豆的作用。
优选的,所述步骤S2.1中一次孕育剂的粒径为3-8mm,孕育剂添加量为铁液总质量的0.1%-0.2%。
优选的,所述步骤S2.3中二次孕育剂的粒径为1-3mm,孕育剂添加量为铁液总质量的0.6%-0.9%。
通过采用上述技术方案,硅是强烈的石墨化元素,硅含量过高,可使珠光体减少,强度和硬度降低,但球化处理、一次孕育和二次孕育时必然会带入大量的硅,本申请减少一次孕育剂加入量,加大二次孕育量来配合随流孕育,保证最终硅含量的要求;而且降低二次孕育剂粒径,使孕育剂充分熔解吸收,不产生夹渣缺陷,提高球墨铸铁的抗拉强度与冲击韧度。
优选的,所述步骤S2.5中随流孕育剂的粒径为0.2-0.8mm,孕育剂添加量为铁液总质量的0.1%-0.2%。
通过采用上述技术方案,随流孕育是瞬时孕育,减小随流孕育剂的粒径,提高随流孕育剂的比表面积,从而提高随流孕育剂的有效孕育,提高随流孕育效果。
优选的,所述生铁:废钢:回炉料的重量比为(20-30):(50-70):(10-20)。
通过采用上述技术方案,本身请通过控制化学成分的配比与工艺,利用废钢生产球墨铸铁,生产的球墨铸铁品质高,既本申请在对废钢进行了大量利用的情况下,仍然可以提高球墨铸铁的品质,降低成本,具有重要的实际价值。
优选的,所述碳化硅的加入量是生铁、废钢、回炉料总量的1.1%-1.4%。
通过采用上述技术方案,碳化硅在球墨铸铁熔炼中起到孕育预处理的作用,促进球状石墨形成,细化球状石墨,此范围内的碳化硅加入量,使得球墨铸铁的金相组织达到最佳状态,球状石墨明显细化,减少内部缺陷,有利于提高产品的内部质量。
优选的,所述步骤S1中的加料顺序为生铁→废钢→增碳剂→碳化硅→回炉料→合金,碳化硅在炉内原料熔炼到1/4-1/2时加入。
通过采用上述技术方案,碳化硅在1200℃以上开始溃散,熔化成熔融状态,在1400℃以上时分解出的碳和硅以原子形式扩散在铁液中,既碳化硅的溶解是熔融状态逐渐分解、扩散的,比较慢,在炉内原料熔炼到1/4-1/2时加入碳化硅,使得碳化硅有充分的温度、时间条件去分解,有利于提高球墨铸铁品质。
综上所述,本申请具有以下有益效果:
1、本申请通过控制球墨铸铁中成分中添加镍、铜、钼,并调控球墨铸铁中各元素的配比,并通过三次孕育的加工工艺进行加工,生产的球墨铸铁的抗拉强度达到668-693 N/mm2,延伸率达到9.9-11.3%,-40℃冲击功达到6.0-8.2J,不仅提高了球墨铸铁的强度与延伸率,还提高了球墨铸铁低温下的抗冲击作用,提升球墨铸铁低温性能。
2、本申请中优选采用在一次孕育剂上覆盖粒径为5-25mm的铁豆,进一步提升球墨铸铁的性能,生产的球墨铸铁的抗拉强度达到677-693 N/mm2,延伸率达到10.4-11.3%,-40℃冲击功达到6.7-8.2J。
具体实施方式
以下结合实施例对本申请作进一步详细说明。
原料
生铁包括以下质量百分比的元素:C 4.28%、Si 1.22%、Mn 0.13%、P 0.027%、S0.02%、余量为铁与不可避免的杂质;
废钢包括以下质量百分比的元素:Mn 0.15%、Si 0.01%、P 0.01%、S 0.01%、Cr0.01%、Al 0.04%、Fe 99.6%;
增碳剂包括以下质量百分比的元素:固定碳98.92%、硫分0.035%、灰分0.62%、挥发分0.425%;
球化剂的化学成分:Si 46%、Mg 5%、RE 0.8%、Ca 1%、Al 1%、MgO 0.4%;
一次孕育剂与二次孕育剂的化学成分:Si 76%、Ca 2%、Ba 3%、Al 1.2%;
随流孕育剂的化学成分:Si 74%、Ca 1%、Ce 2%、Al 1%。
实施例
实施例1
一种高强度高韧性低温球墨铸铁,包括以下重量百分比的元素:C 3.5%、Si 2.4%、Mn 0.15%、P 0.03%、S 0.015%、Mg 0.03%、Ni 1.2%、Cu 0.4%、Mo 0.15%;
其采用如下加工工艺制得:
S1.熔炼:
按照生铁→废钢→增碳剂→碳化硅→回炉料→合金的顺序,将200kg生铁、700kg废钢、9kg增碳剂、11kg碳化硅、100kg回炉料、Ni合金、Cu合金、Mo合金,在1500℃温度下混合熔炼,其中碳化硅在炉内原料熔炼到1/4时加入,得铁液,静置8分钟,除渣处理,待铁水温度降至1470℃,进行炉前检测,检测达标后进行球化处理;Ni合金按照每吨铁液加12kg Ni合金的量添加;Cu合金按照每吨铁液加4kg Cu合金的量添加;Mo合金按照每吨铁液加1.5kgMo合金的量添加;
S2.球化处理:
S2.1.将铁液总重量1.2%的球化剂加入球化包内,将铁液总重量0.1%的一次孕育剂覆盖在球化剂上刮平夯实,加入覆盖剂,然后倒入铁液,进行炉前球化;其中一次孕育剂的粒径为3mm;本步骤获得的铁液中Si、Mg的质量百分含量增加量为Si 0.65%、Mg0.040%;
S2.2.除渣:
S2.3.球化完毕,将球化包铁水倒入到浇注包,同时加入铁液总重量0.9%的二次孕育剂,二次孕育剂粒径为3mm;本步骤获得的铁液中Si的质量百分含量增加量为0.25%;
S2.4.除渣;
S2.5.浇筑得铸件,浇注时,随流加入铁液总重量0.1%的随流孕育剂,随流孕育剂的粒径为0.2mm;本步骤获得的铁液中Si的质量百分含量增加量为0.06%。
实施例2
一种高强度高韧性低温球墨铸铁,包括以下重量百分比的元素:C 3.55%、Si2.3%、Mn 0.17%、P 0.025%、S 0.010%、Mg 0.04%、Ni 1.15%、Cu 0.45%、Mo 0.13%;
其采用如下加工工艺制得:
S1.熔炼:
按照生铁→废钢→增碳剂→碳化硅→回炉料→合金的顺序,将250kg生铁、600kg废钢、9kg增碳剂、11kg碳化硅、150kg回炉料、Ni合金、Cu合金、Mo合金在1525℃温度下混合熔炼,其中碳化硅在炉内原料熔炼到1/3时加入,得铁液,静置8分钟,除渣处理,待铁水温度降至1480℃,进行炉前检测,检测达标后进行球化处理;Ni合金按照每吨铁液加11.5kg Ni合金的量添加;Cu合金按照每吨铁液加4.5kg Cu合金的量添加;Mo合金按照每吨铁液加1.3kg Mo合金的量添加;
S2.球化处理:
S2.1.将铁液总重量1.2%的球化剂加入球化包内,将铁液总重量0.1%的一次孕育剂覆盖在球化剂上刮平夯实,加入覆盖剂,然后倒入铁液,进行炉前球化;其中一次孕育剂的粒径为3mm;本步骤获得的铁液中Si、Mg的质量百分含量增加量为Si 0.65%、Mg0.040%;
S2.2.除渣:
S2.3.球化完毕,将球化包铁水倒入到浇注包,同时加入铁液总重量0.9%的二次孕育剂,二次孕育剂粒径为3mm;本步骤获得的铁液中Si的质量百分含量增加量为0.25%;
S2.4.除渣;
S2.5.浇筑得铸件,浇注时,随流加入铁液总重量0.1%的随流孕育剂,随流孕育剂的粒径为0.5mm;本步骤获得的铁液中Si的质量百分含量增加量为0.06%。
实施例3
一种高强度高韧性低温球墨铸铁,包括以下重量百分比的元素:C 3.6%、Si 2.2%、Mn 0.2%、P 0.02%、S 0.015%、Mg 0.05%、Ni 1.1%、Cu 0.5%、Mo 0.1%;
其采用如下加工工艺制得:
S1.熔炼:
按照生铁→废钢→增碳剂→碳化硅→回炉料→合金的顺序,将300kg生铁、500kg废钢、9kg增碳剂、11kg碳化硅、200kg回炉料、Ni合金、Cu合金、Mo合金在1550℃温度下混合熔炼,其中碳化硅在炉内原料熔炼到1/2时加入,得铁液,静置8分钟,除渣处理,待铁水温度降至1490℃,进行炉前检测,检测达标后进行球化处理;Ni合金按照每吨铁液加11kg Ni合金的量添加;Cu合金按照每吨铁液加5kg Cu合金的量添加;Mo合金按照每吨铁液加1kg Mo合金的量添加;
S2.球化处理:
S2.1.将铁液总重量1.2%的球化剂加入球化包内,将铁液总重量0.1%的一次孕育剂覆盖在球化剂上刮平夯实,加入覆盖剂,然后倒入铁液,进行炉前球化;其中一次孕育剂的粒径为3mm;本步骤获得的铁液中Si、Mg的质量百分含量增加量为Si 0.65%、Mg0.040%;
S2.2.除渣:
S2.3.球化完毕,将球化包铁水倒入到浇注包,同时加入铁液总重量0.9%的二次孕育剂,二次孕育剂粒径为3mm;本步骤获得的铁液中Si的质量百分含量增加量为0.25%;
S2.4.除渣;
S2.5.浇筑得铸件,浇注时,随流加入铁液总重量0.1%的随流孕育剂,随流孕育剂的粒径为0.8mm;本步骤获得的铁液中Si的质量百分含量增加量为0.06%。
实施例4
与实施例2不同的是,将三次孕育更改为二次孕育,具体为:步骤S2.5中不加入随流孕育剂;S2.3中铁液中Si的质量百分含量增加量为0.31%。
实施例5
与实施例2不同的是,将三次孕育更改为二次孕育,具体为:S2.1中不加孕育剂;S2.3中加入孕育剂的量为铁液总重量的1.0%。
实施例6
与实施例2不同的是,S2.1.将铁液总重量1.2%的球化剂加入球化包内,将铁液总重量0.1%的一次孕育剂覆盖在球化剂上刮平夯实,在孕育剂表面上覆盖铁豆,铁豆粒径为5mm,加入覆盖剂,然后倒入铁液,进行炉前球化;其中一次孕育剂的粒径为3mm;本步骤获得的铁液中Si、Mg的质量百分含量增加量为Si 0.65%、Mg 0.040%。
实施例7-10
与实施例6不同的是,铁豆粒径分别为15mm、25mm、1mm、50mm。
实施例11-12
与实施例7不同的是,步骤S2.1中一次孕育剂的粒径分别为5mm、8mm。
实施例13-15
与实施例11不同的是,S2.3中二次孕育剂的粒径分别为1mm、2mm、5mm。
实施例16
与实施例14不同的是,步骤S2.1中一次孕育剂的添加量为铁液总质量的0.15%;步骤S2.3中二次孕育剂的添加量为铁液总质量的0.75%;步骤S2.5中随流孕育剂的添加量为铁液总质量的0.15%。
实施例17
与实施例14不同的是,步骤S2.1中一次孕育剂的添加量为铁液总质量的0.2%;步骤S2.3中二次孕育剂的添加量为铁液总质量的0.6%;步骤S2.5中随流孕育剂的添加量为铁液总质量的0.2%。
实施例18
与实施例16不同的是,碳化硅的添加量为12.5kg,增碳剂的添加量为8kg。
实施例19
与实施例16不同的是,碳化硅的添加量为14kg,增碳剂的添加量为7kg。
实施例20
与实施例18不同的是,其中碳化硅在炉内原料熔炼到2/3时加入。
对比例
对比例1
与实施例2不同的是,球墨铸铁成分中不含Cu。
对比例2
与实施例2不同的是,球墨铸铁成分中不含Ni。
对比例3
与实施例2不同的是,球墨铸铁成分中不含Mo。
对比例4
与实施例2不同的是,球墨铸铁成分Mo的含量为0.2%。
对比例5
与实施例2不同的是,球墨铸铁成分Cu的含量为0.7%。
对比例6
与实施例2不同的是,球墨铸铁成分Ni的含量为1.5%。
性能检测试验
检测方法/试验方法
对实施例1-20、对比例1-6制备的球墨铸铁进行金相组织检测,结果见表1。
按照ISO 945的标准,对实施例1-20、对比例1-6制备的球墨铸铁进行力学性能测试,试样采用Y型(III类型)试样,冲击试样采用10mm×10mm×55mm试样,V型缺口,缺口深度2mm,结果见表2。
表1 金相组织检测结果
石墨大小 球化率(%) 珠光体含量(%)
实施例1 6级 90 7
实施例2 6级 90 7
实施例3 6级 90 7
实施例4 6级 88 7
实施例5 6级 88 7
实施例6 6级 91 6
实施例7 6级 91 6
实施例8 6级 91 6
实施例9 6级 91 6
实施例10 6级 91 6
实施例11 6级 92 5
实施例12 6级 91 6
实施例13 6级 91 6
实施例14 6级 92 5
实施例15 6级 91 6
实施例16 6级 92 5
实施例17 6级 91 6
实施例18 7级 92 4
实施例19 7级 92 4
实施例20 6级 90 5
对比例1 6级 85 9
对比例2 6级 85 9
对比例3 6级 85 9
对比例4 6级 85 8
对比例5 6级 85 8
对比例6 6级 85 8
表2 性能检测结果
抗拉强度(N/mm<sup>2</sup>) 延伸率(%) 冲击值均值-40℃(J)
实施例1 675 10.3 6.5
实施例2 678 10.5 6.8
实施例3 673 10.1 6.3
实施例4 670 10.0 6.2
实施例5 668 9.9 6.0
实施例6 680 10.6 7.0
实施例7 683 10.8 7.3
实施例8 681 10.6 7.1
实施例9 678 10.5 6.8
实施例10 677 10.4 6.7
实施例11 685 10.9 7.5
实施例12 682 10.7 7.2
实施例13 686 10.9 7.6
实施例14 688 11.0 7.8
实施例15 683 10.8 7.3
实施例16 690 11.1 7.9
实施例17 687 11.0 7.7
实施例18 693 11.3 8.2
实施例19 691 11.2 8.0
实施例20 690 11.1 7.9
对比例1 635 7.1 4.0
对比例2 628 7.4 4.2
对比例3 621 7.6 4.5
对比例4 654 8.1 4.8
对比例5 648 8.5 5.1
对比例6 645 8.9 5.3
结合实施例1-20和对比例1-6,并结合表1与表2可以看出,实施例1-20生产的球墨铸铁的球化率与球墨大小都优于对比例1-6,实施例1-20生产的球墨铸铁的抗拉强度、延伸率以及-40℃时的抗冲击性能都都优于对比例1-6,这说明本申请生产的球墨铸铁更优。
结合实施例2与对比例1-6,并结合表1与表2可以看出,实施例2生产的球墨铸铁的抗拉强度、延伸率以及-40℃时的抗冲击性能都优于对比例1-6,这可能是因为C、Si、Ni、Cu、Mo等元素之间相互协同提高了球墨铸铁的整体性能,而且个元素在本申请的配比中才能达到本申请的效果,如对比例4-6,虽然一些元素的含量提高,但球墨铸铁的性能明显下降。
结合实施例2与实施例4-5,并结合表2可以看出,实施例2生产的球墨铸铁的抗拉强度、延伸率以及-40℃时的抗冲击性能都优于实施例4-5,这说明本申请的三次孕育的加工工艺可以一定程度上提高孕育效果,从而提升球墨铸铁的性能。
结合实施例2与实施例6-10,并结合表2可以看出,实施例6-10生产的球墨铸铁的抗拉强度、延伸率以及-40℃时的抗冲击性能都优于实施例2,这说明加入铁豆覆盖孕育剂,防止球化反应时间过快,防止镁烧损过大,保证球化质量,从而提高球墨铸铁的抗拉强度与冲击韧度,而且在本申请的粒径范围内效果更好,超出本申请的范围,粒径过大或过小都会产生不利影响。
结合实施例7与实施例11-17,并结合表2可以看出,一次孕育剂、二次孕育剂、随流孕育剂之间相互配合,提高孕育效果,减少一次孕育剂加入量,加大二次孕育量、降低二次孕育剂粒径来配合随流孕育,使孕育剂充分熔解吸收,不产生夹渣缺陷,提高球墨铸铁的抗拉强度与冲击韧度。
结合实施例16与实施例18-20,并结合表1可以看出,碳化硅的加入时间以及碳化硅的加入量对球墨铸铁的性能均有一定的影响,这可能是因为在本申请的加入量与加入时间的配合下,使得碳化硅有充分的温度、时间条件去分解,使得球墨铸铁的金相组织达到最佳状态,球状石墨明显细化,减少内部缺陷,有利于提高产品的内部质量。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释,其并不是对本申请的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (10)

1.一种高强度高韧性低温球墨铸铁,其特征在于:包括以下重量百分比的元素:C 3.5-3.6%、Si 2.2-2.4%、Mn 0.15-0.2%、P 0.02-0.03%、S≤0.015%、Mg 0.03-0.05%、Ni 1.1-1.2%、Cu 0.4-0.5%、Mo 0.1-0.15%。
2.一种权利要求1所述的高强度高韧性低温球墨铸铁的生产工艺,其特征在于:包括以下步骤:
S1.熔炼:
将生铁、废钢、增碳剂、碳化硅、回炉料、Ni合金、Cu合金、Mo合金在1500-1550℃温度下混合熔炼,得铁液,静置5-8分钟,除渣处理,待铁水温度降至1480±10℃,进行炉前检测,检测达标后进行球化处理;
S2.球化处理:
S2.1.将球化剂加入球化包内,将一次孕育剂覆盖在球化剂上刮平夯实,加入覆盖剂,然后倒入铁液,进行炉前球化;
S2.2.除渣:
S2.3.球化完毕,将球化包铁水倒入到浇注包,同时加入二次孕育剂;
S2.4.除渣;
S2.5.浇筑得铸件,浇注时,随流加入随流孕育剂。
3.根据权利要求2所述的高强度高韧性低温球墨铸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S2.1为,将球化剂加入球化包内,将一次孕育剂覆盖在球化剂上刮平夯实,在孕育剂表面上覆盖铁豆,加入覆盖剂,然后倒入铁液,进行炉前球化。
4.根据权利要求3所述的高强度高韧性低温球墨铸铁的生产工艺,其特征在于:所述铁豆粒径为5-25mm。
5.根据权利要求2所述的高强度高韧性低温球墨铸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S2.1中一次孕育剂的粒径为3-8mm,孕育剂添加量为铁液总质量的0.1%-0.2%。
6.根据权利要求5所述的高强度高韧性低温球墨铸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S2.3中二次孕育剂的粒径为1-3mm,孕育剂添加量为铁液总质量的0.6%-0.9%。
7.根据权利要求2所述的高强度高韧性低温球墨铸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S2.5中随流孕育剂的粒径为0.2-0.8mm,孕育剂添加量为铁液总质量的0.1%-0.2%。
8.根据权利要求2所述的高强度高韧性低温球墨铸铁的生产工艺,其特征在于:所述生铁:废钢:回炉料的重量比为(20-30):(50-70):(10-20)。
9.根据权利要求2所述的高强度高韧性低温球墨铸铁的生产工艺,其特征在于:所述碳化硅的加入量是生铁、废钢、回炉料总量的1.1%-1.4%。
10.根据权利要求2所述的高强度高韧性低温球墨铸铁的生产工艺,其特征在于:所述步骤S1中的加料顺序为生铁→废钢→增碳剂→碳化硅→回炉料→合金,碳化硅在炉内原料熔炼到1/4-1/2时加入。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07145444A (ja) * 1993-11-24 1995-06-06 Wing Kinzoku Kk 高強度球状黒鉛鋳鉄
KR20000046431A (ko) * 1998-12-31 2000-07-25 추호석 저소음기어와 그 제조방법
US20090123321A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Hyundai Motor Company High-silicon ferritic compacted graphite cast iron having high-temperature strength and high oxidation-resistance
JP2011236493A (ja) * 2010-04-13 2011-11-24 Keylex Corp 球状黒鉛鋳鉄からなるプレス成形用金型及びその製造方法
CN104120332A (zh) * 2014-07-31 2014-10-29 大连金州茂隆实业有限公司 高强度高韧性球墨铸铁600-10及其生产工艺
CN106367672A (zh) * 2016-08-31 2017-02-01 云南德胜钢铁有限公司 一种球墨铸铁及其加工工艺
CN108441752A (zh) * 2018-06-04 2018-08-24 含山县兴达球墨铸铁厂 一种汽车制动盘用球墨铸铁及其制备方法
CN110295312A (zh) * 2019-06-25 2019-10-01 天津昌昊实业有限公司 一种低温球墨铸铁及其生产工艺和应用
CN110295265A (zh) * 2019-06-25 2019-10-01 天津昌昊实业有限公司 一种奥贝球铁及其制备方法和应用

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07145444A (ja) * 1993-11-24 1995-06-06 Wing Kinzoku Kk 高強度球状黒鉛鋳鉄
KR20000046431A (ko) * 1998-12-31 2000-07-25 추호석 저소음기어와 그 제조방법
US20090123321A1 (en) * 2007-11-09 2009-05-14 Hyundai Motor Company High-silicon ferritic compacted graphite cast iron having high-temperature strength and high oxidation-resistance
JP2011236493A (ja) * 2010-04-13 2011-11-24 Keylex Corp 球状黒鉛鋳鉄からなるプレス成形用金型及びその製造方法
CN104120332A (zh) * 2014-07-31 2014-10-29 大连金州茂隆实业有限公司 高强度高韧性球墨铸铁600-10及其生产工艺
CN106367672A (zh) * 2016-08-31 2017-02-01 云南德胜钢铁有限公司 一种球墨铸铁及其加工工艺
CN108441752A (zh) * 2018-06-04 2018-08-24 含山县兴达球墨铸铁厂 一种汽车制动盘用球墨铸铁及其制备方法
CN110295312A (zh) * 2019-06-25 2019-10-01 天津昌昊实业有限公司 一种低温球墨铸铁及其生产工艺和应用
CN110295265A (zh) * 2019-06-25 2019-10-01 天津昌昊实业有限公司 一种奥贝球铁及其制备方法和应用

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
山东省机械设计研究院: "《铸铁和冲天炉》", 31 March 1977, 山东人民出版社 *
西安交通大学,陆文华,大连理工大学,李隆盛,上海交通大学,黄良余: "《铸造合金及其熔炼》", 31 October 1996, 机械工业出版社 *

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