CN115595496B - 一种qt600球墨铸铁及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种QT600球墨铸铁及其制备方法，包括以下步骤：步骤S1、配料：按质量分数计，原材料配比如下：生铁20%～30%，废钢20%～30%，回炉料40%～60%，电解铜板0.6%～0.7%，镍板0.12%～0.17%，电解铬0.22%～0.27%；步骤S2、熔炼：先加入废钢、生铁和回炉料，待废钢、生铁和回炉料全部熔化后加入镍板、电解铬、电解铜板，熔体出炉温度控制在1470～1500℃；步骤S3、球化：在球化包的球化室内放入球化剂、孕育剂，使用覆盖剂覆盖，将铁水出炉进行球化和包内孕育；步骤S4、浇注：浇注温度控制在1370～1400℃，浇注时随铁水加入随流孕育剂，制得QT600球墨铸铁成品。本发明的制备方法可以将QT600球墨铸铁的延伸率稳定控制在3%～8%，满足一些对产品有特殊要求的客户需求。
Description
技术领域
本发明属于球墨铸铁铸造技术领域，具体涉及一种QT600球墨铸铁及其制备方法。
背景技术
QT600-3为珠光体型球墨铸铁，具有中高等强度、中等韧性和塑性，综合性能较高，耐磨性和减振性良好，铸造工艺性能良好等特点,目前该材料在机械、液压等领域得到了广泛的应用。在复杂精密的液压阀体产品中，其工作原理为利用阀杆在阀体内的相对运动来控制阀口的通断及阀口的尺寸大小，实现压力、流量和方向控制。由于液压阀工作时的液压力比较大，各阀口之间的厚度尺寸较小，因此其材料的延伸率不能太高，延伸率过高会因为巨大的液压力导致阀口尺寸的变形，影响液压阀体的工作效率，因此QT600材料在液压阀体铸件上的使用要求为延伸率3～8％，特殊要求了延伸率的上限为8％。在GB 1348-88材质控制标准中规定QT600-3的延伸率要求为≥3％，没有规定延伸率的上限。因为将延伸率做高很容易，而同时还要控制延伸率的上限将会有很大的难度。
发明内容
本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种QT600球墨铸铁及其制备方法。本发明的制备方法严格控制铁水中Mn的含量，通过调整铁水中Cu、Ni的化学成分，加入适量的Cr，配合使用上述特定的球化剂、孕育剂，可以将QT600球墨铸铁的延伸率稳定控制在3％～8％，满足一些对产品有特殊要求的客户需求。
为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：
第一方面，本发明实施例提供了一种QT600球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、配料：按质量分数计，原材料配比如下：生铁20％～30％，废钢20％～30％，回炉料40％～60％，电解铜板0.6％～0.7％，镍板0.12％～0.17％，电解铬0.22％～0.27％；
步骤S2、熔炼：先加入废钢、生铁和回炉料，待废钢、生铁和回炉料全部熔化后加入镍板、电解铬、电解铜板，熔体出炉温度控制在1470～1500℃；
步骤S3、球化：在球化包的球化室内放入球化剂、孕育剂，使用覆盖剂覆盖，将铁水出炉进行球化和包内孕育；
步骤S4、浇注：浇注温度控制在1370～1400℃，浇注时随铁水加入随流孕育剂，制得QT600球墨铸铁成品。
进一步地，步骤S3中所述球化剂为稀土镁球化剂，粒度要求为3～25mm，加入量为1.5％，按质量分数计，所述球化剂包括以下组分：Re 0.8％～1.1％，Mg 6.0％～6.5％，Si43％～48％，Ca 2.0％～2.4％，Al≤1.2％，余量为Fe。
进一步地，步骤S3中所述孕育剂为硅锶孕育剂，粒度要求为0.7～6mm，加入量为0.5％，按质量分数计，所述孕育剂包括以下组分：Si≥73％，Sr 0.6％～1.0％，Ca≤0.5％，余量为Fe。
进一步地，步骤S4中所述随流孕育剂选用硅锶孕育剂，粒度要求为0.2～0.7mm，加入量为0.08％，按质量分数计，所述随流孕育剂包括以下组分：Si≥73％，Sr 0.8％～1.14％，余量为Fe。
第二方面，本发明实施例提供了一种QT600球墨铸铁，采用上述的制备方法制得，按质量分数计，所述QT600球墨铸铁包括以下组分：C 3.4％～3.6％、Si 2.2％～2.4％、Mn0.2％～0.3％、P≤0.045％、S 0.006％～0.02％、Mg 0.065％～0.08％、Ni 0.1％～0.15％、Cu 0.55％～0.65％及Cr 0.2％～0.25％，余量为Fe。
进一步地，所述QT600球墨铸铁的延伸率稳定控制在3％～8％。所述QT600球墨铸铁适合用于制备液压阀。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明的制备方法严格控制铁水中Mn的含量，通过调整铁水中Cu、Ni的化学成分，加入适量的Cr，配合使用上述特定的球化剂、孕育剂，可以在保证抗拉强度及屈服强度的同时将QT600球墨铸铁的延伸率稳定控制在3％～8％，满足一些对产品有特殊要求的客户需求。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种QT600球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、配料：按质量分数计，原材料配比如下：生铁20％，废钢20％，回炉料59.03％，电解铜板0.62％，镍板0.12％，电解铬0.23％；
步骤S2、熔炼：先加入废钢、生铁和回炉料，待废钢、生铁和回炉料全部熔化后加入镍板、电解铬、电解铜板，熔体出炉温度控制在1496℃；
步骤S3、球化：在球化包的球化室内放入球化剂、孕育剂，使用覆盖剂覆盖，将铁水出炉进行球化和包内孕育；
步骤S4、浇注：浇注温度控制在1382℃，浇注时随铁水加入随流孕育剂，制得QT600球墨铸铁成品。
步骤S3中所述球化剂为稀土镁球化剂，粒度为3～25mm，加入量为1.5％。按质量分数计，所述球化剂包括以下组分：Re 1.0％，Mg 6.2％，Si 45％，Ca 2.2％，Al 0.8％，余量为Fe。
步骤S3中所述孕育剂选用硅锶孕育剂，粒度要求为0.7～6m，加入量为0.5％；按质量分数计，所述孕育剂包括以下组分：Si 74.2％，Sr 0.8％，Ca 0.3％，余量为Fe。
步骤S4中所述随流孕育剂选用硅锶孕育剂，粒度为0.2～0.7mm，加入量为0.08％；按质量分数计，所述随流孕育剂包括以下组分：Si 74.3％，Sr 1.0％，余量为Fe。
按质量分数计，步骤S4中制得的QT600球墨铸铁成品包括以下组分：C 3.57％、Si2.28％、Mn 0.27％、P 0.019％、S 0.008％、Mg 0.067％、Ni 0.11％、Cu 0.57％、Cr0.21％，余量为Fe。QT600球墨铸铁成品的延伸率为5.4％。
实施例2
一种QT600球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、配料：按质量分数计，原材料配比如下：生铁25％，废钢25％，回炉料48.96％，电解铜板0.65％，镍板0.14％，电解铬0.25％；
步骤S2、熔炼：先加入废钢、生铁和回炉料，待废钢、生铁和回炉料全部熔化后加入镍板、电解铬、电解铜板，熔体出炉温度控制在1494℃；
步骤S3、球化：在球化包的球化室内放入球化剂、孕育剂，使用覆盖剂覆盖，将铁水出炉进行球化和包内孕育；
步骤S4、浇注：浇注温度控制在1380℃，浇注时随铁水加入随流孕育剂，制得QT600球墨铸铁成品。
步骤S3中所述球化剂为稀土镁球化剂，粒度为3～25mm，加入量为1.5％；按质量分数计，所述球化剂包括以下组分：Re 1.0％，Mg 6.2％，Si 45％，Ca 2.2％，Al 0.8％，余量为Fe。
步骤S3中所述孕育剂选用硅锶孕育剂，粒度要求为0.7～6m，加入量为0.5％；按质量分数计，所述孕育剂包括以下组分：Si 74.2％，Sr 0.8％，Ca 0.3％，余量为Fe。
步骤S4中所述随流孕育剂选用硅锶孕育剂，粒度为0.2～0.7mm，加入量为0.08％；按质量分数计，所述随流孕育剂包括以下组分：Si 74.3％，Sr 1.0％，余量为Fe。
按质量分数计，步骤S4中制得的QT600球墨铸铁成品包括以下组分：C 3.51％、Si2.21％、Mn 0.27％、P 0.018％、S 0.007％、Mg 0.072％、Ni 0.12％、Cu 0.58％、Cr0.23％，余量为Fe。QT600球墨铸铁成品的延伸率为5.9％。
实施例3
一种QT600球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1、配料：按质量分数计，原材料配比如下：生铁30％，废钢30％，回炉料38.89％，电解铜板0.68％，镍板0.16％，电解铬0.27％；
步骤S2、熔炼：先加入废钢、生铁和回炉料，待废钢、生铁和回炉料全部熔化后加入镍板、电解铬、电解铜板，熔体出炉温度控制在1483℃；
步骤S3、球化：在球化包的球化室内放入球化剂、孕育剂，使用覆盖剂覆盖，将铁水出炉进行球化和包内孕育；
步骤S4、浇注：浇注温度控制在1375℃，浇注时随铁水加入随流孕育剂，制得QT600球墨铸铁成品。
步骤S3中所述球化剂为稀土镁球化剂，粒度为3～25mm，加入量为1.5％；按质量分数计，所述球化剂包括以下组分：Re 1.0％，Mg 6.2％，Si 45％，Ca 2.2％，Al 0.8％，余量为Fe。
步骤S3中所述孕育剂选用硅锶孕育剂，粒度要求为0.7～6m，加入量为0.5％；按质量分数计，所述孕育剂包括以下组分：Si 74.2％，Sr 0.8％，Ca 0.3％，余量为Fe。
步骤S4中所述随流孕育剂选用硅锶孕育剂，粒度为0.2～0.7mm，加入量为0.08％；按质量分数计，所述随流孕育剂包括以下组分：Si 74.3％，Sr 1.0％，余量为Fe。
按质量分数计，步骤S4中制得的QT600球墨铸铁成品包括以下组分：C 3.55％、Si2.25％、Mn 0.23％、P O.020％、S 0.011％、Mg 0.068％、Ni 0.14％、Cu 0.61％、Cr0.24％，余量为Fe。QT600球墨铸铁成品的延伸率为5.6％。
对比例1-3
采用本发明的制备方法制得对比例1-3中的QT600球墨铸铁，对比例1-3中QT600球墨铸铁的组分及含量见表1所示。
表1实施例1-3及对比例1-3制得的QT600球墨铸铁的组分及含量
| 化学成分 | C | Si | Mn | P | S | Mg | Cr | Ni | Cu | Fe |
| 实施例1 | 3.57 | 2.28 | 0.27 | 0.019 | 0.008 | 0.067 | 0.21 | 0.11 | 0.57 | 余量 |
| 实施例1 | 3.51 | 2.21 | 0.27 | 0.018 | 0.007 | 0.072 | 0.23 | 0.12 | 0.58 | 余量 |
| 实施例3 | 3.55 | 2.25 | 0.23 | 0.020 | 0.011 | 0.068 | 0.24 | 0.14 | 0.61 | 余量 |
| 对比例1 | 3.53 | 2.30 | 0.26 | 0.016 | 0.007 | 0.067 | 0.23 | 0.12 | 0.19 | 余量 |
| 对比例2 | 3.55 | 2.22 | 0.26 | 0.018 | 0.009 | 0.073 | 0.22 | 0.55 | 0.57 | 余量 |
| 对比例3 | 3.52 | 2.34 | 0.28 | 0.015 | 0.010 | 0.069 | 0.23 | 0.01 | 0.60 | 余量 |
将实施例1-3级对比例1-3制得的QT600球墨铸铁进行抗拉强度、0.2％屈服强度及延伸率的对比，比较结果见表2所示。
表2实施例1-3和对比例1-3中QT600球墨铸铁的相关性能的比较
| 抗拉强度MPa | 0.2％屈服强度MPa | 延伸率4D％ | |
| 实施例1 | 690 | 460 | 5.4 |
| 实施例2 | 730 | 465 | 5.9 |
| 实施例3 | 720 | 475 | 5.6 |
| 对比例1 | 570 | 420 | 12 |
| 对比例2 | 815 | 505 | 11.3 |
| 对比例3 | 705 | 430 | 1.4 |
结合表1和表2可以看出，当对比例1-3中的元素含量发生变化时，特别是Ni和Cu的含量不在本申请的保护范围内时，制得的QT600球墨铸铁的延伸率不能满足要求。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (1)
1.一种QT600球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述QT600球墨铸铁用于制造液压阀体铸件，所述QT600球墨铸铁的延伸率稳定控制在3%～5.9%；
制备方法包括以下步骤：
步骤S1、配料：按质量分数计，原材料配比如下：生铁20%～30%，废钢20%～30%，回炉料40%～60%，电解铜板0.6%～0.7%，镍板0.12%～0.17%，电解铬0.22%～0.27%；
步骤S2、熔炼：先加入废钢、生铁和回炉料，待废钢、生铁和回炉料全部熔化后加入镍板、电解铬、电解铜板，熔体出炉温度控制在1470～1500℃；
步骤S3、球化：在球化包的球化室内放入球化剂、孕育剂，使用覆盖剂覆盖，将铁水出炉进行球化和包内孕育；
步骤S4、浇注：浇注温度控制在1370～1400℃，浇注时随铁水加入随流孕育剂，制得QT600球墨铸铁成品；
按质量分数计，所述QT600球墨铸铁包括以下组分：C 3.4%～3.6%、Si 2.2%～2.4%、Mn0.2%～0.3%、P≤0.045%、S 0.006%～0.02%、Mg 0.065%～0.08%、Ni 0.1%～0.15%、Cu 0.55%～0.65%及Cr 0.2%～0.25%，余量为Fe；
步骤S3中所述球化剂为稀土镁球化剂，粒度要求为3～25mm，加入量为1.5%，按质量分数计，所述球化剂包括以下组分：Re 0.8%～1.1%，Mg 6.0%～6.5%，Si 43%～48%，Ca 2.0%～2.4%，Al≤1.2%，余量为Fe；
步骤S3中所述孕育剂为硅锶孕育剂，粒度要求为0.7～6mm，加入量为0.5%，按质量分数计，所述孕育剂包括以下组分：Si≥73%，Sr 0.6%～1.0%，Ca≤0.5%，余量为Fe；
步骤S4中所述随流孕育剂选用硅锶孕育剂，粒度要求为0.2～0.7mm，加入量为0.08%，按质量分数计，所述随流孕育剂包括以下组分：Si≥73%，Sr 0.8%～1.14%，余量为Fe。
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2022
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