专利名称：低铬铜合金灰铸铁及其制备方法
技术领域：
本发明涉及材料技术领域，尤其是一种专用于浇铸1259-0785铁质汽车发 动机冷却水泵的灰铸铁材料及其制备方法。
技术背景目前生产1259-0785铁质汽车发动机冷却水泵普遍使用的是牌号为HT200 的灰铸铁。灰铸铁是由铁、废钢、碳、硅、锰等组成的合金，在铸造过程中技 术含量相对较低，对熔炼操作一般控制好碳、硅、锰、磷、硫的化学成分就可 达到要求。但是使用牌号为HT200的灰铸铁生产的水泵铸件在表面光洁度、强 度、硬度、耐磨、耐腐蚀等方面存在不足，影响水泵及发动机的性能和使用寿 命。铬在铸铁中有促进渗碳体生成的倾向，铸铁中加入金属元素铬，会促使铸 件白口倾向增大，并且使浇注温度偏高。由于1259-0785铁质汽车发动机冷却 水泵铸件的壁厚在3.5毫米-40毫米之间，相差悬殊，结构异常复杂，浇注温度 控制不当及铸件中白口增多会使水泵在精加工中遇到很大困难。因此现有浇铸 1259-0785铁质汽车发动机冷却水泵的灰铸铁中不含铬。发明内容本发明的目的在于克服现有牌号为HT200的灰铸铁材料在铸造铁质汽车发 动机冷却水泵时的不足，提供一种专用于浇铸1259-0785铁质汽车发动机冷却 水泵的，耐磨耐腐蚀的低铬铜合金灰铸铁及其制备方法。本发明低铬铜合金灰铸铁的化学组成成份是(重量比)碳3.15—3.55%， 硫《0.16%，磷《0.10%，锰0.45-0.9%，硅2.10—2.65%,铬0.20—0.40%,铜 《0.40%，余量为铁和可忽略不计的其它微量元素。本发明低铬铜合金灰铸铁采取冲天炉熔炼，随流孕育处理，其制备工艺步 骤是-(1) 炉前检修；(2) 冲天炉点火；(3) 装料，装料顺序为焦炭一石灰石一废钢一新生铁一回炉料一锰铁、硅铁；(4) 送风；(5) 炉前控制，铁水出炉温度为摄氏143CTC—146(TC，电解铜加入到吊包 底部，加入量小于等于成品总重量的0.40%，块度为10 40毫米；(6) 在出铁量达总量的1/5~1/4时，从铁槽把预热到暗红色粒度3~5毫米 的铬铁随流冲入包内，加入量以成品中含络量达0.20—0.40%为准；(7) 当出铁量达总量的1/4 1/3后，在出铁槽随流加入孕育剂，加入时间 应占全部出铁时间的60 80%;加入孕育剂的重量为成品总量的为0.25 0.35%， 加入的孕育剂应全部熔解，孕育处理后的铁液，停留的时间不得超过12分钟；(8) 取样检验。本发明优点在于1、采用在铸铁中加入适量铬元素提高固溶体的电极电位， 在铸铁表面形成一层坚固的固氧化铬保护膜，对含氧的酸性介质及有机酸有良 好的耐腐蚀性能。铬在铸铁中有促进渗碳体生成的倾向，并具有细化和促进珠 光体形成的作用，在随流孕育条件下适量的铬可以使铸铁组织更致密，提高水 泵铸铁强度、韧性，增加耐磨性能，提高水泵转速和扬程。2、在铸铁中加入铜 元素稳定珠光体，并可提高铸铁在浸入介质中的耐腐蚀性能，且铜元素是促进 石墨化元素，可抵消铬元素在铸件中易形成的白口等不利影响，在薄壁铸件中
尤其明显，有利于保证铁液的浇注工艺及铸件的精加工性能。
具体实施方式
低铬铜合金灰铸铁，其制备工艺步骤为(1) 炉前检修；(2) 冲天炉点火；(3) 装料(3.1) 装料前可鼓风2分钟左右，调整好底焦高度后，把石灰石加到炉腔中心，批量为层焦石灰石量的2~3倍；(3.2) 校正称量地磅，严格按照配料单，准确称量装料，称量误差小于3%，加料顺序为焦炭一石灰石一废钢一新生铁一回炉料一锰铁、硅铁，最初3批 料应加入块度较小的炉料，容量为5吨的冲天炉，每批加料量为500千克，容 量为3吨的冲天炉，每批加料量为300千克；(4) 送风；(4. l)装满炉料后，自然通风15 30分钟，清理并检査风道，送风前打开 风口，风鼓风机运转正常；(4.2)待放出最初的冷铁水后，将出铁孔堵着，调整风量、风压，确定适 宜风焦化，及时清理风口处结渣，但不要同时打开两个以上的风口；(4. 3)熔化过程中不得随意停风，若遇特殊情况中途停风，应立即打开2 3个风口，在恢复送风1 2分钟后，方可关闭风口；(5) 炉前控制(5. 1)送风后在主风口观察铁液滴，在底焦高度合适的情况下，7~8分钟 可观察到铁液滴；15分钟左右在前炉出铁槽见到铁液；(5.2) 控制出渣时间， 一般每小时出渣一次，以炉渣色泽或拉丝等判断炉况；(5.3) 铁水出炉温度控制在摄氏1430°C—1460°C，及时调整风焦比，并做 好记录；(5.4) 出铁液前，把称量准确的电解铜加入到吊包底部，加入量为成品总
量的0.35~0.4%，块度为10~40毫米；(6) 在出铁量达总量的1/5-1/4时，从铁槽把预热到暗红色粒度3~5毫米的铬铁随流冲入包内，加入量以成品中含铬量达0.20—0.40%为准；(7) 当出铁量达总量的1/4~1/3后，在出铁槽随流加入孕育剂，加入时间 应占全部出铁时间的60 80%;加入孕育剂的重量为成品总量的为0.25~0.35%， 加入的孕育剂应全部熔解，孕育处理后的铁液，停留的时间不得超过12分钟；(8) 取样检验。经检验低铬铜合金灰铸铁的化学组成成份是(重量比)碳3.15—3.55%， 硫《0.16%，磷《0.腦，锰0.45-0.9%，硅2.10—2.65%,铬0.20—0.40%，铜 《0.40%，余量为铁和可忽略不计的其它微量元素。
权利要求
1、低铬铜合金灰铸铁，其特征在于它的化学组成成份按重量比计为碳3.15-3.55％、硫≤0.16％、磷≤0.10％、锰0.45-0.9％、硅2.10-2.65％、铬0.20-0.40％、铜≤0.40％、余量为铁和可忽略不计的其它微量元素。
2、 低铬铜合金灰铸铁的制备方法，其特征在于低铬铜合金灰铸铁采取冲 天炉熔炼，随流孕育处理，其制备工艺步骤是(1) 炉前检修；(2) 冲天炉点火；(3) 装料，装料顺序为焦炭一石灰石一废钢一新生铁一回炉料一锰铁、硅铁；(4) 送风;(5) 炉前控制，铁水出炉温度为摄氏1430'C—146(TC，电解铜加入到吊包 底部，加入量小于等于成品总重量的0.40%，块度为10 40毫米；(6) 在出铁量达总量的1/5 1/4时，从铁槽把预热到暗红色粒度3 5毫米 的铬铁随流冲入包内，加入量以成品中含铬量达0.20—0.40%为准；(7) 当出铁量达总量的1/4 1/3后，在出铁槽随流加入孕育剂，加入时间 应占全部出铁时间的60~80%;加入孕育剂的重量为成品总量的0.25~0.35%，加 入的孕育剂应全部熔解，孕育处理后的铁液，停留的时间不得超过12分钟；(8) 取样检验。
3、 据权利要求2所述的低铬铜合金灰铸铁的制备方法，其特征在于所述装料步骤包括(1)装料前可鼓风2分钟左右，调整好底焦高度后，把石灰石加到炉腔中心，批量为层焦石灰石量的2 3倍；(2)校正称量地磅，严格按照 配料单，准确称量装料，称量误差小于3%，加料顺序为焦炭一石灰石一废钢 —新生铁一回炉料一锰铁、硅铁，最初3批料应加入块度较小的炉料，容量为5 吨的冲天炉，每批加料量为500千克，容量为3吨的冲天炉，每批加料量为300千克。
4、 据权利要求2所述的低铬铜合金灰铸铁的制备方法，其特征在于所述送风包括(1)装满炉料后，自然通风15 30分钟，清理并检査风道，送风前打 开风口，风鼓风机运转正常；(2)待放出最初的冷铁水后，将出铁孔堵着，调 整风量、风压，确定适宜风焦化，及时清理风口处结渣，但不要同时打开两个 以上的风口； ( 3)熔化过程中不得随意停风，若遇特殊情况中途停风，应立即 打开2 3个风口，在恢复送风1 2分钟后，方可关闭风口。
5、 据权利要求2所述的低铬铜合金灰铸铁的制备方法，其特征在于所述 炉前控制包括(l)送风后在主风口观察铁液滴，在底焦高度合适的情况下，7 8 分钟可观察到铁液滴，15分钟左右在前炉出铁槽见到铁液；(2)控制出渣时间， 一般每小时出渣一次，以炉渣色泽或拉丝等判断炉况；(3)铁水出炉温度控制 在摄氏1430'C—146(TC，及时调整风焦比，并做好记录；(4)出铁液前，把称 量准确的电解铜加入到吊包底部，加入量为成品总量的0.35~0.4%，块度为10 40
全文摘要
本发明提供的低铬铜合金灰铸铁及其制备方法，它涉及材料技术领域。低铬铜合金灰铸铁的化学组成成份是(重量比)碳3.15-3.55％，硫≤0.16％，磷≤0.10％，锰0.45-0.9％，硅2.10-2.65％，铬0.20-0.40％，铜≤0.40％，余量为铁和可忽略不计的其它微量元素。其制备工艺步骤是炉前检修；冲天炉点火；装料；送风；炉前控制，铁水出炉温度为摄氏1430℃-1460℃；包底加铜，随流加铬，随流加入孕育剂；取样检验。本发明优点在于在铸铁中加入适量铬元素、铜元素，提高铸铁强度、韧性，增加耐磨性能，提高水泵转速和扬程。
文档编号C22C37/10GK101210296SQ200710192219
公开日2008年7月2日 申请日期2007年12月21日 优先权日2007年12月21日
发明者剑 刘, 胡通海, 军 高 申请人:盐城多为集团有限公司