CN115109989A - 一种大于50mm壁厚的灰铸铁圆盘类产品的制造方法 - Google Patents

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王玉国
李东海
胡昌鹏
王楷
宁拥军
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Abstract

本发明涉及一种大于50mm壁厚的灰铸铁圆盘类产品的制造方法。主要解决现有生产大壁厚的圆盘类产品存在的铸件本体抗拉强度低和表面与芯部硬度差较大的技术问题。本发明的技术方案是：该制造方法，包括下列步骤：1)炉料的配比：生铁400‑402kg、废钢1996‑2000kg、回炉料1598‑1604kg、碳化硅8kg、增碳剂和合金；2)加料顺序：先将上述重量份的生铁和800kg的回炉料加入电炉内，其熔化后再将上述重量份的碳化硅、增碳剂、废钢、合金及剩余回炉料加入电炉内；3)铁液熔清后，待温度达到1400‑1420℃取样进行检测成分，根据检测结果进行调质；4)提温至1480‑1500℃，除渣，浇注包内放置4kg的硅钡孕育剂及240‑260g的锡粒，出铁；5)浇注。

Description

一种大于50mm壁厚的灰铸铁圆盘类产品的制造方法
技术领域
本发明属于金属冶炼技术领域，具体涉及一种大于50mm壁厚的灰铸铁圆盘类产品的制造方法。
背景技术
灰铸铁是一种断面呈灰色，通过对成分和凝固过程的控制，碳主要以片状石墨形式出现的铁碳合金。灰铸铁具有优良的减震性、耐磨性、耐热疲劳性，大量应用于工程机械及汽车零部件领域。灰铸铁的圆盘类铸件，其应用牌号以HT250为主。灰铸铁具有较强的壁厚敏感性，其抗拉强度强度和硬度均随着壁厚的增加而降低。由于壁厚较厚，凝固过程较慢，容易出现孕育衰退，造成石墨粗大，珠光体含量不足，力学性能降低。壁厚大于50mm的圆盘类产品性能标准为：本体抗拉强度≥250Mpa，硬度190-260HB且表面硬度和芯部硬度差≤20HB，珠光体含量≥珠95。为提高铸件性能，通常采用较低碳、硅含量及增加锰含量及添加少量合金来满足铸件性能要求。其存在的缺点为：铸件化学成分碳和硅较低(C:2.8-3.1Si:1.4-1.8)，锰较高(Mn:0.8-1.0)，采用锰来促进珠光体生产，铁液凝固过程中，容易在共晶团边界产生偏析，铸态下容易生产碳化物，孕育剂采用75硅铁其孕育有效性时间短，在凝固过程中容易出现粗大石墨。导致铸件本体抗拉强度不达标，表面与芯部硬度差较大。
发明内容
本发明的目的是解决现有生产大壁厚的圆盘类产品存在的铸件本体抗拉强度低和表面与芯部硬度差较大的技术问题，提供一种大于50mm壁厚的灰铸铁圆盘类产品的制造方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种大于50mm壁厚的灰铸铁圆盘类产品的制造方法，其包括下列步骤：
1)炉料的配比：生铁400-402kg、废钢1996-2000kg、回炉料1598-1604kg、碳化硅8kg、增碳剂和合金；
2)加料顺序：先将上述重量份的生铁和800kg的回炉料加入电炉内，其熔化后再将上述重量份的碳化硅、增碳剂、废钢、合金及剩余回炉料加入电炉内；
3)铁液熔清后，待温度达到1400-1420℃取样进行检测成分，根据检测结果进行调质，使铁液成分满足下列要求：C:3.25-3.35、Si:1.75-1.85、Mn:0.5-0.6、P:≤0.05、S:0.07-0.09、Cr:0.12-0.18、Cu:0.3-0.4；
4)提温至1480-1500℃，除渣，浇注包内放置4kg的硅钡孕育剂及240-260g的锡粒，出铁；
5)浇注：浇注时成分控制在：C:3.20-3.30、Si:2.1-2.3、Mn:0.5-0.6、P:≤0.05、S:0.07-0.09、Cr:0.12-0.18、Cu:0.3-0.4、Sn:0.02-0.03，浇注温度1360-1380℃，加50-60g硅锶锆随流孕育。
进一步地，所述增碳剂和合金的加入量根据主料成分计算确定。
进一步地，所述合金为硅铁、硫铁、铜和铬铁。
本发明的有益效果是：
本发明中化学成分碳高硅高，增加石墨晶核，锰较低，避免在铁液凝固过程中，共晶团边界产生偏析，生成碳化物；育剂采用强效孕育剂避免在凝固过程中出现粗大石墨。解决了现有生产大壁厚的圆盘类产品存在的铸件本体抗拉强度低和表面与芯部硬度差较大的技术问题。与背景技术相比，本发明具有操作简单、所生产产品组织均匀、力学性能优异、表面及芯部硬度差异较小的优点。
附图说明
图1是本发明的铸件本体腐蚀前金相组织的显微镜图；
图2是本发明的铸件本体腐蚀后金相组织的显微镜图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行详细描述。
实施例1
本实施例中的一种大于50mm壁厚的灰铸铁圆盘类产品的制造方法，其包括下列步骤：
1)炉料的配比：生铁402kg、废钢2000kg、回炉料1598kg、碳化硅8kg、增碳剂60kg，合金为硅铁38kg、硫铁4kg、铜9kg和铬铁2kg(增碳剂和合金的加入量根据主料成分计算确定)；
2)加料顺序：先将上述重量份的生铁和800kg的回炉料加入电炉内，其熔化后再将上述重量份的碳化硅、增碳剂、废钢、合金及剩余回炉料加入电炉内；
3)铁液熔清后，待温度达到1418℃取样进行检测成分，根据检测结果进行调质，使铁液成分满足下列要求：C:3.25、Si:1.75、Mn:0.52、P:0.019、S:0.071、Cr:0.121、Cu:0.31；
4)提温至1498℃，除渣，浇注包内放置4kg的硅钡孕育剂及240g的锡粒，出铁；
5)浇注：浇注时成分控制在：C:3.20、Si:2.10、Mn:0.51、P:0.019、S:0.07、Cr:0.120、Cu:0.30、Sn:0.020，浇注温度1376℃，加50g的硅锶锆随流孕育。
实施例2
本实施例中的一种大于50mm壁厚的灰铸铁圆盘类产品的制造方法，其包括下列步骤：
1)炉料的配比：生铁400kg、废钢1998kg、回炉料1602kg、碳化硅8kg、增碳剂61kg，合金为硅铁39kg、硫铁5kg、铜10kg和铬铁2.5kg；
2)加料顺序：先将上述重量份的生铁和802kg的回炉料加入电炉内，其熔化后再将上述重量份的碳化硅、增碳剂、废钢、合金及剩余回炉料加入电炉内；
3)铁液熔清后，待温度达到1415℃取样进行检测成分，根据检测结果进行调质，使铁液成分满足下列要求：C:3.31、Si:1.80、Mn:0.55、P:0.021、S:0.081、Cr:0.15、Cu:0.36；
4)提温至1500℃，除渣，浇注包内放置4kg的硅钡孕育剂及250g的锡粒，出铁；
5)浇注：浇注时成分控制在：C:3.24、Si:2.22、Mn:0.56、P:0.02、S:0.082、Cr:0.156、Cu:0.353、Sn:0.025，浇注温度1377℃，加55g的硅锶锆随流孕育。
实施例3
本实施例中的一种大于50mm壁厚的灰铸铁圆盘类产品的制造方法，其包括下列步骤：
1)炉料的配比：生铁400kg、废钢1996kg、回炉料1604kg、碳化硅8kg、增碳剂62kg，合金为硅铁40kg、硫铁6kg、铜11kg和铬铁3kg；
2)加料顺序：先将上述重量份的生铁和802kg的回炉料加入电炉内，其熔化后再将上述重量份的碳化硅、增碳剂、废钢、合金及剩余回炉料加入电炉内；
3)铁液熔清后，待温度达到1415℃取样进行检测成分，根据检测结果进行调质，使铁液成分满足下列要求：C:3.35、Si:1.85、Mn:0.59、P:0.023、S:0.089、Cr:0.18、Cu:0.392；
4)提温至1489℃，除渣，浇注包内放置4kg的硅钡孕育剂及260g的锡粒，出铁；
5)浇注：浇注时成分控制在：C:3.30、Si:2.30、Mn:0.59、P:0.021、S:0.088、Cr:0.175、Cu:0.39、Sn:0.029，浇注温度1380℃，加60g的硅锶锆随流孕育。
如图1所示，图中组织如下：石墨形态呈无规则片状，石墨长度4-5级，珠光体含量为珠98。其中性能测试为：本体抗拉强度：286Mpa，铸件表面硬度：210/212HB，铸件芯部硬度为208/207HB。

Claims (3)

1.一种大于50mm壁厚的灰铸铁圆盘类产品的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：
1)炉料的配比：生铁400-402kg、废钢1996-2000kg、回炉料1598-1604kg、碳化硅8kg、增碳剂和合金；
2)加料顺序：先将上述重量份的生铁和800-802kg的回炉料加入电炉内，其熔化后再将上述重量份的碳化硅、增碳剂、废钢、合金及剩余回炉料加入电炉内；
3)铁液熔清后，待温度达到1400-1420℃取样进行检测成分，根据检测结果进行调质，使铁液成分满足下列要求：C:3.25-3.35、Si:1.75-1.85、Mn:0.5-0.6、P:≤0.05、S:0.07-0.09、Cr:0.12-0.18、Cu:0.3-0.4；
4)提温至1480-1500℃，除渣，浇注包内放置4kg的硅钡孕育剂及240-260g的锡粒，出铁；
5)浇注：浇注时成分控制在：C:3.20-3.30、Si:2.1-2.3、Mn:0.5-0.6、P:≤0.05、S:0.07-0.09、Cr:0.12-0.18、Cu:0.3-0.4、Sn:0.02-0.03，浇注温度1360-1380℃，加50-60g硅锶锆随流孕育。
2.根据权利要求1所述的一种大于50mm壁厚的灰铸铁圆盘类产品的制造方法，其特征在于，所述增碳剂和合金的加入量根据主料成分计算确定。
3.根据权利要求1或2所述的一种大于50mm壁厚的灰铸铁圆盘类产品的制造方法，其特征在于，所述合金为硅铁、硫铁、铜和铬铁。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN115558841A (zh) * 2022-11-30 2023-01-03 南通冠峰铸造有限公司 一种高强度灰铁的加工工艺

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