CN1702182A

CN1702182A - 一种高韧性球墨铸铁的生产方法

Info

Publication number: CN1702182A
Application number: CN 200510034339
Authority: CN
Inventors: 宗平
Original assignee: GUANGDONG METAL FORMING MACHINE WORKS CO Ltd
Current assignee: GUANGDONG METAL FORMING MACHINE WORKS CO Ltd
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2005-11-30

Abstract

本发明涉及一种高韧性的球墨铸铁的生产方法，其配料为低碳高硅，其化学成分为(重量比％)：碳C 3.0～3.2 硅Si 2.5～3.2 锰Mn 0.25～0.6磷P≤0.06 硫S≤0.03；热处理工艺是：加热温度820±20℃保温2.0±0.5小时，随炉冷却至600～550℃后出炉空冷。其原铁水采用灰铁HT200进行配料，其终硅含量优选值为Si 2.7～3.2％。本发明具有如下优点：1.降低成本，操作简便。因采用低碳高硅原铁水进行球化处理，不必选用价格昂贵的球铁专用生铁作为原材料，同时可以较多加入废钢和回炉料，而且又避免了“交界铁水”的出现。2.工艺稳定。本公司自试制至今，已用此发明技术生产了近10000吨球墨铸铁，基本上未发现不球化现象，一直稳定达到QT500－7的性能要求。

Description

一种高韧性球墨铸铁的生产方法

技术领域

本发明涉及一种球墨铸铁，特别是高韧性球墨铸铁的生产方法。

背景技术

常规的球墨铸铁推荐的化学成分为(重量比％)

碳C 3.6～3.9 硅Si 1.8～2.4 锰Mn 0.25～0.6 磷P≤0.06 硫S≤0.03，此化学成分的限制在于：

1.要达到高碳，必须使用较大量的新生铁(一般要求80～90％)，废钢加入量受到限制。

2.考虑到球化、孕育处理时增加的含硅量(1％左右)，原铁水的制备含硅量必须控制在1.5％左右，因此，含硅量较高的新生铁和回炉料的加入受到限制。

由于上述两种原因的考虑，传统球墨铸铁生产使用的新生铁一般都要求高碳低硅的球墨铸铁专用生铁，如Q15、Q10、P08等；含硅量1.8～2.2％的普通新生铁使用受到限制。

3.一般的中、小铸造车间冲天炉熔炼大都是同一炉次生产灰口铸铁和球墨铸铁，因此必然存在“交界铁水”的问题。“交界铁水”因其含碳3.6～3.9％。含硅仅为1.5％左右，其机械性能较差，可能造成“交界铁水”的浪费或影响前后铁水的性能。

为了提高球墨铸铁的韧性、塑性，扩大球墨铸铁的应用范围，出现了不少将球墨铸铁合金化的技术方案。如中国发明专利申请号031190146、于2004年2月4日公开的一种球墨铸铁的生产方法：一种QT800-6球墨铸铁的生产方法，在常规的球墨铸铁成分中加入以下元素(重量％)：Ca 0.001-0.05；Ba0.005-0.1；球墨铸铁铸件的热处理工艺是：正火温度860±40℃；保温时间1.5±1.0小时；回火温度600±50℃；保温时间2.0±1.0小时。据称，用此成分及热处理工艺生产的球铁铸件抗拉强度≥800MPa、延伸率≥6％，冲击韧性≥25J/cm²，硬度HB250-320，生产成本比用等温淬火处理每公斤可降低10元人民币，产品可用于需承受高强度、高韧性的多种零部件。但其仍然要加入合金，含碳量仍高达3.6～3.9％。

发明内容

本发明的目的是为球墨铸铁寻找新的配方，采用普通低碳高硅原铁水，同时采用新的热处理工艺，生产出一种高韧性的球墨铸铁。

按此目的设计的一种高韧性球墨铸铁的生产方法，其特征是配料为低碳高硅，其化学成分为(重量比％)：碳C 3.0～3.2 硅Si 2.5～3.2 锰Mn 0.25～0.6磷P≤0.06 硫S≤0.03；

热处理工艺是：加热至温度820±20℃保温2.0±0.5小时，随炉冷却至600～550℃后出炉空冷。

其原铁水采用灰铁HT200进行配料，其终硅含量优选值为Si 2.7～3.2％。

本发明相比现有技术具有如下优点：

1.降低成本，操作简便

因为本发明是采用低碳高硅原铁水(基本上就是HT200铁水)进行球化处理，不必选用价格昂贵的球铁专用生铁作为原材料，同时可以较多加入废钢和回炉料，而且又避免了“交界铁水”的出现，因此可大大降低成本。

2.工艺稳定

本公司自试制至今，已用此发明技术生产了近10000吨球墨铸铁，基本上未发现不球化现象；热处理工艺改为加热至820±20℃保温2.0±0.5小时，随炉冷却至600～550℃后出炉空冷后，一直稳定达到QT500-7的性能要求。如下表：

具体实施方式

1、配料单：

广西生铁 60％(C 4.0～4.2％ Si 1.8～2.2％)

废钢20％回炉料20％

2、原铁水采用灰铁HT200进行配料，化学成份为(重量比％)：C 3.0～3.2Si 2.5～3.2 Mn 0.25～0.6 P≤0.06 S≤0.03根据实际情况，其终硅含量优选值为Si 2.7～3.2％或Si 2.5～2.7％。

3、生产工艺：冲天炉(10t/h、7t/h)熔炼，堤垻包(1～10t)球化，镁Mg-稀土Re球化剂加入量为1.5％，出铁槽75#硅铁孕育，加入量为0.6％。热处理工艺为加热至820±20℃保温2.0±0.5小时，随炉冷却到600～550℃后出炉空冷。

试样送华南理工大学检验性能如下表：

试验项目	实测值
	实测值						1-1	1-2	1-3	1-4	1-5	1-6
	试样直径(mm)	9.90	10.0	10.0	10.0	10.04	1-1	1-2	1-3	1-4	1-5	1-6	10.06
试样面积(mm²)	试样直径(mm)	9.90	10.0	10.0	10.0	10.04	76.94	78.50	78.50	78.50	79.13	76.32	10.06
试样面积(mm²)	屈服极限(MPa)	/	/	/	/	503	76.94	78.50	78.50	78.50	79.13	76.32	485
破断载荷(KN)	屈服极限(MPa)	/	/	/	/	503	52.4	44.0	44.6	47.2	45.2	46.5	485
破断载荷(KN)	强度极限(Mpa)	681	566	568	601	571	52.4	44.0	44.6	47.2	45.2	46.5	609
试验标距(mm)	强度极限(Mpa)	681	566	568	601	571	50	50	50	50	50	50	609
试验标距(mm)	伸长率(％)	4.8	/	/	5.8	/	50	50	50	50	50	50	/
断口情况	伸长率(％)	4.8	/	/	5.8	/	标距内	标距外	标距外	标距内	标距外	标距外	/
断口情况	弹性模量(Gpa)	170.1	163.5	161.6	/	163.8	标距内	标距外	标距外	标距内	标距外	标距外	170.5

球化级别为4级，球化率为70～80％；石墨大小级别为6级；珠光体为片状球光体，珠光体数量级别为珠95，珠光体数量大于90％。

(注：此组试样热处理工艺为820±10℃保温2小时出炉空冷)

用此成分及热处理工艺生产的球墨铸铁，抗拉强度可达500--756MPa、延伸率可达11--20％，屈服极限可达485--500Mpa。

4、具体产品

(1).本公司生产的Y28系列油压机上、中、下板，油缸等，单件最重达14吨。

(2).本公司生产的J21-300压力机机身(单重12.3吨)，J76系列高速冲床机身等大件。

(3).本公司生产的JH21、31，J25、J84系列的齿轮、滑块、内齿圈等中、小件。

(4).本公司各种系列的大工作台板等。

Claims

1、一种高韧性球墨铸铁的生产方法，其特征是配料为低碳高硅，其化学成分为(重量比％)：

碳C 3.0～3.2 硅Si 2.5～3.2 锰Mn 0.25～0.6

磷P≤0.06 硫S≤0.03；

2、根据权利要求1所述的球墨铸铁的生产方法，其特征是原铁水采用灰铁HT200进行配料，其终硅含量优选值为Si 2.7～3.2％。

3、根据权利要求1所述的球墨铸铁的生产方法，其特征是原铁水采用灰铁HT200进行配料，其终硅含量优选值为Si 2.5～2.7％。

4、根据权利要求1所述的球墨铸铁的生产方法，其特征是生产工艺为：冲天炉(10t/h、7t/h)熔炼，堤埧包(1～10t)球化，镁Mg-稀土Re球化剂加入量为1.5％，出铁槽75#硅铁孕育，加入量为0.6％。