CN1293218C - 点状石墨铸铁及其生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种点状石墨铸铁及其生产方法，点状石墨铸铁的重量比成份是，碳2.2-3.6%、硅1.0-1.8%、锰0.4-1.2%，余量为铁，基体中微米级点状石墨数量超过800颗/mm2。所述方法是，冲天炉熔化铁水并控制碳硅锰含量，浇包中加入一定量变质剂(包括硅铁、稀土硅铁、硅钙合金及铝铋锑)后静置3-5分钟，扒渣，浇铸温度1350℃左右。本发明产品及其生产方法球化效果稳定，成品率高，生产成本低，铸件性能较球墨铸铁大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及铁碳合金，具体是指点状石墨铸铁及其生产方法。
背景技术
目前国内外尚无点状石墨铸铁的资料报导。与它相近的是球墨铸铁。球墨铸铁主要是通过含镁球化剂使铸铁中的碳以球状石墨的形式存在，大大减低了片状石墨带来的危害。虽然球墨铸铁问世以来已得到广泛应用，但还存在以下不足：一是要用昂贵的镁或镁合金作球化剂；二是要选用价值较高的优质铁，要严格限制硫、磷含量；三是炉前处理时，由于镁剧烈燃烧，对环境造成极大危害；四是大断面铸件中心球化易衰退，降低材料组织的稳定性，使得整个成本增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的缺陷，提出一种点状石墨铸铁及其生产方法，通过调整铸铁中碳、硅、锰的含量而使变质后生成的铁素体、珠光体、渗碳体大小形状数量发生相应的变化，从而得到高强高韧性的点状石墨铸铁、高塑性的点状石墨可锻铸铁、耐磨性很好的点状石墨抗磨铸铁。
本发明的技术解决方案之一是，所述点状石墨铸铁的重量百分比组成是：
碳2.7-3.6％； 硅1.4-1.8％；
锰0.4-0.8％； 硫、磷及其它微量成份：0.15-O.2‰；
余量为铁；
其组织结构是，以铁素体或珠光体为基体，其中微米级点状石墨的数量超过800颗/mm2(例如800-1000颗/mm2)。
本发明的技术解决方案之二是，点状石墨可锻铸铁的重量百分比组成是：
碳2.5-2.8％； 硅1.0-1.6％；
锰0.4-0.6％； 硫、磷及其它微量成份：0.15-0.2‰；
余量为铁；
其组织结构是，以铁素体为基体，其中微米级点状石墨的数量小于500颗/mm2(例如300-500颗/mm2)。
本发明的技术解决方案之三是，点状石墨抗磨铸铁的重量百分比组成是：
碳2.2-2.5％； 硅1.0-1.4％；
锰0.8-1.2％； 硫、磷及其它微量成份：0.15-0.2‰；
余量为铁；
其组织结构是，以渗碳体为基体，且渗碳体呈球团状或断网状，其中微米级点状石墨的数量小于100颗/mm2(例如0-100颗/mm2)。
本发明的技术解决方案之四是，所述点状石墨铸铁生产方法的步骤：
1.冲天炉熔化铁水并控制重量百分比碳含量为2.2-3.6％、硅1.0-1.8％、锰0.4-1.2％；
2.在浇包中将变质剂投入铁水中进行变质处理，然后使铁水在浇包中静置3-5分钟；
3.扒渣浇铸；浇铸温度为1250-1400℃；
所述变质剂按铁水重量百分比的加入量是：
FeSi75硅铁：0.3-0.5％； FeSiRe23稀土硅铁：0.3-0.6％；
Ca≥30硅钙合金：0.3-0.6％；铝：0.4-0.6‰；
铋：0.2-0.3‰； 锑：0.2-0.3‰；
所述变质剂各组成份使用时应保持干燥，粒度为3-5mm。
本发明中，使铸铁中的碳形成极细小的点状颗粒，粒度为微米(μm)级(球墨铸铁中的碳颗粒大小为毫米级)，大大改善了铸铁的机械性能。通过调整铸铁中碳、硅、锰的成份比例，使变质后新生的铁素体、珠光体、渗碳体的大小形状数量发生相应的变化，得到所述三种点状石墨铸铁；铁水中碳、硅、锰的含量不同，在变质剂作用下，所获及的石墨与渗碳体形态与数量分布也不同。
本发明所获得的点状石墨铸铁的强度比具有同类型组织的球墨铸铁要高得多；所得到的点状石墨可锻铸铁整体表现为强度较低而塑性极好，可进行各种加工变形；这类铸铁铸造时由于点状石墨的析出体积有所膨胀，与整体冷凝产生的收缩相抵，使铸铁体表现出很小的收缩，可大大减少浇铸时收缩要求，从而提高了成品率。所述点状石墨比前两种铸铁明显减少，渗碳体呈球团状和断网状，其机械性能表现为δbb600～800Mpa ak5～10J，HRC 40～50。这是作为耐磨材料的极好条件。
由以上可知，本发明为点状石墨铸铁及其生产方法，其优点是不用镁及镁类合金作球化剂，对生铁没有球墨铸铁那样大严格要求，无强烈的烟气火光等公害，球化效果稳定，成品率高，铸件的浇冒口少，退火周期短，生产成本低，而且铸件性能较球墨铸铁大大提高。
具体实施方式
实施例1：点状石墨铸铁，控制重量百分比碳含量为3-3.3％，硅1.5-1.6％，锰0.5-0.6％，以铁素体为基体，基体中微米级点状石墨数量为800-1000颗/mm2。
实施例2：点状石墨可锻铸铁，重量百分比碳含量为2.6-2.7％，硅1.3一1.4％，锰0.45-0.55％，以铁素体为基体，其中微米级点状石墨数量为300-500颗/mm2。
实施例3：点状石墨可锻铸铁，重量百分比碳含量为2.3-2.4％，硅1.2-1.3％，锰0.9-1.0％，以渗碳体为基体，点状石墨数量为0-100颗/mm2。
实施例4：点状石墨生产方法，用冲天炉熔化铁水并控制铁水中碳、硅、锰含量如实施例1，在浇包中进行变质处理(投入变质剂)，然后使铁水在浇包中静置3-5分钟以使变质处理充分进行，扒渣，浇铸温度1350℃，变质剂(按铁水重量百分比)的加入量是：FeSi75硅铁0.4％、FeSiRe23稀土硅铁0.5％、Ca≥30、硅钙合金0.5％、铝：0.5‰；铋和锑各0.25‰，变质剂粒度3-5mm。
Claims (1)
1.一种点状石墨铸铁，它的重量百分比组成是：
碳2.7-3.6％；硅1.4-1.8％；
锰0.4-0.8％；硫、磷及其它微量成份：0.15-0.2‰；
余量为铁；
其组织结构是，从铁素体或珠光体为基体，其中微米级点状石墨的数量超过800颗/mm2。
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