CN114292980A - 一种乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明一种乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法，包括以下步骤：（1）配料：选用低锰压块和回炉料作为原料；（2）熔炼：将配好的原料加入熔炼炉中升温熔化，控制炉前铁水成分；（3）球化：先将球化剂和覆盖剂依次放入球化包放料坑内，再往球化包中加入熔炼的铁水并盖住球化包盖，进行球化反应；（4）第一次孕育：将球化包中的铁水倒入浇包，并在倒包过程中将第一孕育剂撒入铁水流中，进行第一次孕育处理；（5）浇注及第二次孕育：将铁水由浇包注入铸型内，在浇注过程中，将第二孕育剂撒入铁水流中，进行第二次孕育处理。依据本发明熔炼得到的球墨铸铁具有高延伸率和高抗拉强度的优势，完全符合铸造乘用车转向节用材质的要求。
Description
技术领域
本发明涉及铸造技术领域，尤其涉及一种乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法。
背景技术
在实际使用中，乘用车转向节不仅要承受来自于车身的载荷和路面的冲击力，还要传递转向器的转向力，故对转向节的材质性能要求以及工艺要求更高。目前行业内转向节铸造常用的铸铁属于球墨铸铁550材质，要求抗拉强度＞550N/mm2，延伸率＞10%，而常用的配料方式为生铁、废钢和回炉料进行生产，但这种传统配料方式生产出来的铸铁的材质指标已然不具有明显的优势，且其生产过程存在稳定性差、出品率低等问题。
发明内容
鉴于上述问题，本发明所解决的技术问题即在于提供一种乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法。
为实现以上目的，本发明所采用的技术手段如下所述。
一种乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法，包括以下步骤：（1）配料：选用低锰压块和回炉料作为原料，其中低锰压块占原料总质量的30~40%，回炉料占原料总质量的60%~70%；其中，低锰压块中元素成分质量百分比：C≤0.5，Si≤0.5，Mn≤0.25，P≤0.05，Cr≤0.05，Ni≤0.03，Ti≤0.05，V≤0.02，B≤0.0012，其余为铁；回炉料中元素成分质量百分比：C：3.45~3.6，Si：2.6~3.0，Mn：0.27~0.30，S≤0.02，Cu：0.47~0.50，P≤0.05，Sn≤0.007，Mg：0.03~0.06，Cr+Ni≤0.05，其余为铁；（2）熔炼：将步骤（1）中配好的原料加入熔炼炉中升温熔化，炉前成分控制以质量百分比计：C：3.5~3.6，Si：2.2~2.4，Mn：0.27~0.30，S：0.012~0.02，Cu：0.47~0.50，P≤0.05，Sn≤0.007，Cr+Ni≤0.05，其余为铁；（3）球化：先将球化剂和覆盖剂依次放入球化包放料坑内，并捣打紧实，再往球化包中加入熔炼的铁水并盖住球化包盖，进行球化反应；（4）第一次孕育：将球化包中的铁水倒入浇包，并在倒包过程中将第一孕育剂均匀分散地撒入铁水流中，进行第一次孕育处理；（5）浇注及第二次孕育：将铁水由浇包注入铸型内，在浇注过程中，将第二孕育剂均匀分散地撒入铁水流中，进行第二次孕育处理。
较优地，所述步骤（2）中熔炼的铁水的出炉温度为1530±10℃。
较优地，所述步骤（3）中所述球化剂为重稀土球化剂，粒度为5-25mm，球化剂的加入量为7.2±0.2kg，所述覆盖剂的加入量为10~15kg。
较优地，所述步骤（4）中的第一孕育剂为Si-Ca-Ba孕育剂，粒度为1~3mm，加入量为1.2±0.1kg。
较优地，所述步骤（5）中的第二孕育剂为Si-Ca-Ba孕育剂，粒度为0.1~0.6mm，加入量为铁水总质量的0.15%。
较优地，所述步骤（5）浇注时铁水成分控制以质量百分比计：C：3.45~3.6，Si：2.6~3.0，Mn：0.27~0.30，S≤0.02，Cu：0.47~0.50，P≤0.05，Sn≤0.007，Mg：0.03~0.06，Cr+Ni≤0.05，其余为铁。
较优地，所述步骤（5）浇注时铁水中的碳当量控制在4.2~4.4。
较优地，所述步骤（5）浇注前铁水的温度控制在1410~1430℃。
较优地，所述步骤（5）浇注后铁水的温度≥1370℃，若低于1370℃时停止浇注，剩余铁水回熔炼炉中重新熔炼。
本发明所产生的技术效果：本发明通过采用低碳高硅，以低锰压块、回炉料作为原料，并省去了增碳剂和预处理剂，降低铸造成本；通过调控铁水成分，尤其是调整合金中Mn和Cu的成分含量，同时控制浇注温度等浇注参数，使得熔炼得到的球墨铸铁具有高延伸率和高抗拉强度的优势，其抗拉强度可以达到600N/mm2以上，延伸率可以达到12.5%以上，性能优于常规的球墨铸铁550，完全符合铸造乘用车转向节用材质的要求；从而采用本发明的熔炼方法生产的球墨铸铁来铸造乘用车转向节产品，可以改善铸件产品的性能，同时提高工艺出品率。
具体实施方式
本发明一种乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法，其主要包括配料、熔炼、球化、第一次孕育、浇注及第二次孕育。
（1）配料：选用低锰压块（废钢）和回炉料（废弃产品或冒口结构等废料）作为原料，其中低锰压块占原料总质量的30~40%，回炉料占原料总质量的60%~70%；其中，低锰压块中元素成分质量百分比：C≤0.5，Si≤0.5，Mn≤0.25，P≤0.05，Cr≤0.05，Ni≤0.03，Ti≤0.05，V≤0.02，B≤0.0012，其余为铁；回炉料中元素成分质量百分比：C：3.45~3.6，Si：2.6~3.0，Mn：0.27~0.30，S≤0.02，Cu：0.47~0.50，P≤0.05，Sn≤0.007，Mg：0.03~0.06，Cr+Ni≤0.05，其余为铁。
（2）熔炼：将步骤（1）中配好的原料加入熔炼炉中，升温并进行熔化，炉前成分控制，以质量百分比计：C：3.5~3.6，Si：2.2~2.4，Mn：0.27~0.30，S：0.012~0.02，Cu：0.47~0.50，P≤0.05，Sn≤0.007，Cr+Ni≤0.05，其余为铁，熔化至出炉温度1530±10℃；其中，炉前成分控制可采用碳硅仪及光谱仪检测。
（3）球化：先将球化剂和覆盖剂依次放入球化包放料坑内，并捣打紧实，再往球化包中加入熔炼的铁水并盖住球化包盖，进行球化反应；其中，为配合乘用车转向节材质的性能要求，球化剂可选用重稀土球化剂，粒度为5-25mm，球化剂的加入量为7.2±0.2kg，覆盖剂的加入量为10~15kg。
（4）第一次孕育：将球化包中的铁水倒入浇包，并在倒包过程中将第一孕育剂均匀分散地撒入铁水流中，进行第一次孕育处理；其中，为配合本发明的原料，第一孕育剂可为Si-Ca-Ba孕育剂，粒度为1~3mm，加入量为1.2±0.1kg。
（5）浇注及第二次孕育：将铁水由浇包注入铸型内，在浇注过程中，将第二孕育剂均匀分散地撒入铁水流中，进行第二次孕育处理。其中，第二孕育剂也可选用Si-Ca-Ba孕育剂，粒度为0.1~0.6mm，加入量为铁水总质量的0.15%；浇注时铁水成分控制以质量百分比计：C：3.45~3.6，Si：2.6~3.0，Mn：0.27~0.30，S≤0.02，Cu：0.47~0.50，P≤0.05，Sn≤0.007，Mg：0.03~0.06，Cr+Ni≤0.05，其余为铁；浇注时铁水中的碳当量控制在4.2~4.4。
此外，浇注铁水的温度控制也是本发明的关键，浇注前铁水的温度控制在1410~1430℃；优选地，浇注后铁水的温度≥1370℃，若低于1370℃时停止浇注，剩余铁水回熔炼炉中重新熔炼。
实施例一：共熔化1000kg铁水；
配料：低锰压块350kg、回炉料650kg，出炉温度控制在1530±10℃；
球化处理：加入7.2kg的OGRC-4.5球化剂，覆盖剂10kg；
第一次孕育：加入1.2kg的Si-Ca-Ba孕育剂，第二次孕育：加入1.5kg的Si-Ca-Ba孕育剂。
制得产品的力学性能检测结果如下：
抗拉强度：605N/mm2，延伸率：13.8%，球化率＞83%。
实施例二：共熔化1200kg铁水；
配料：低锰压块480kg、QT550-10回炉料720kg，出炉温度控制在1530±10℃；
球化处理：加入7.4kg的OGRC-4.5球化剂，覆盖剂15kg；
第一次孕育：加入1.3kg的Si-Ca-Ba孕育剂，第二次孕育：加入1.8kg的Si-Ca-Ba孕育剂。
制得产品的力学性能检测结果如下：
抗拉强度：612N/mm2，延伸率：12.7%，球化率＞86%。
Claims (9)
1.一种乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配料：选用低锰压块和回炉料作为原料，其中低锰压块占原料总质量的30~40%，回炉料占原料总质量的60%~70%；其中，低锰压块中元素成分质量百分比：C≤0.5，Si≤0.5，Mn≤0.25，P≤0.05，Cr≤0.05，Ni≤0.03，Ti≤0.05， V≤0.02，B≤0.0012，其余为铁；回炉料中元素成分质量百分比：C：3.45~3.6，Si：2.6~3.0，Mn：0.27~0.30，S≤0.02，Cu：0.47~0.50，P≤0.05，Sn≤0.007，Mg：0.03~0.06，Cr+Ni≤0.05，其余为铁；
（2）熔炼：将步骤（1）中配好的原料加入熔炼炉中升温熔化，炉前成分控制以质量百分比计：C：3.5~3.6，Si：2.2~2.4，Mn：0.27~0.30，S：0.012~0.02，Cu：0.47~0.50，P≤0.05，Sn≤0.007，Cr+Ni≤0.05，其余为铁；
（3）球化：先将球化剂和覆盖剂依次放入球化包放料坑内，并捣打紧实，再往球化包中加入熔炼的铁水并盖住球化包盖，进行球化反应；
（4）第一次孕育：将球化包中的铁水倒入浇包，并在倒包过程中将第一孕育剂均匀分散地撒入铁水流中，进行第一次孕育处理；
（5）浇注及第二次孕育：将铁水由浇包注入铸型内，在浇注过程中，将第二孕育剂均匀分散地撒入铁水流中，进行第二次孕育处理。
2.如权利要求1所述的乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法，其特征在于，所述步骤（2）中熔炼的铁水的出炉温度为1530±10℃。
3.如权利要求1所述的乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法，其特征在于，所述步骤（3）中所述球化剂为重稀土球化剂，粒度为5-25mm，球化剂的加入量为7.2±0.2kg，所述覆盖剂的加入量为10~15kg。
4.如权利要求1所述的乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法，其特征在于，所述步骤（4）中的第一孕育剂为Si-Ca-Ba孕育剂，粒度为1~3mm，加入量为1.2±0.1kg。
5.如权利要求4所述的乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法，其特征在于，所述步骤（5）中的第二孕育剂为Si-Ca-Ba孕育剂，粒度为0.1~0.6mm，加入量为铁水总质量的0.15%。
6.如权利要求1所述的乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法，其特征在于，所述步骤（5）浇注时铁水成分控制以质量百分比计：C：3.45~3.6，Si：2.6~3.0，Mn：0.27~0.30，S≤0.02，Cu：0.47~0.50，P≤0.05，Sn≤0.007，Mg：0.03~0.06，Cr+Ni≤0.05，其余为铁。
7.如权利要求6所述的乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法，其特征在于，所述步骤（5）浇注时铁水中的碳当量控制在4.2~4.4。
8.如权利要求6所述的乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法，其特征在于，所述步骤（5）浇注前铁水的温度控制在1410~1430℃。
9.如权利要求7所述的乘用车转向节用球墨铸铁的熔炼方法，其特征在于，所述步骤（5）浇注后铁水的温度≥1370℃，若低于1370℃时停止浇注，剩余铁水回熔炼炉中重新熔炼。
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