一种高强度孕育铸件及其制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高强度孕育铸件及其制造方法，主要包括以下步骤：（1）原料的选择、配料；（2）球磨和投料搅拌；（3）浇注；（4）静停初养，蒸汽回收余热利用；（5）脱模、切割；（6）蒸压养护。本发明可用冲天炉熔炼出高强度铸铁，将铁液出炉温度明确为1470～1570℃，范围明确，效果较好；原料中提高了废钢及废机械铁比例；采用C-Si孕育剂技术，在CE小于2.7%的条件下就可得到HT250牌号生铁铸件；原料配比合理，解决了铸件易变形、硬度不够的技术问题，且成本低，实现了资源的回收利用，有利于环境保护。本发明高强度孕育铸件是高强度、弹性模量和耐磨性优秀，减少铸件变形的良好材料。
【专利说明】一种高强度孕育铸件及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种高强度孕育铸件及其制造方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着对机械、冶金、纺织等行业对铸件质量要求的提高，中高强度铸件的需求量急剧增长。我国加入世贸组织后，将成为铸件出口大国，这种需求会进一步增加。目前我国生产高强度铸件主要有两种方法:一是降低原铁水碳含量强化孕育；二是加入微量合金元素。由高强度铸件具有较高的碳当量，尤其是具有较高的碳含量是保证铸件具有优良铸造性能、减震性能、减摩性能及切削加工性能的必要条件，降低碳含量必然要影响上述性能。通常，铸造生铁都用硅来订号，硫磷订类，以便于区分铸件的机械加工性能及物理性能。然而在现有技术中，由于锰铁熔点不高，在冲天炉工艺下易与其它杂质融合，极易造成材料浪费。因此，冲天炉工艺并不适宜生产高硬度高韧性铸件。在传统铸件生产工艺下，硅一般都是直接从炉后下料，造成了硅铁用量大，且不能大量使用废钢、废铁，只能用成品优质生铁替换，不利于原材料的回收再利用和降低生产成本。由于传统铸件生产工艺的限制，在原料配方组成中废钢及废机械铁比例较低，影响了铸件的强度和耐磨性。由于原料配方设计不合理，从而导致铸件容易变形，以及生产成本较高的问题出现。
[0003]如CN102888484A公开的一种用废铁废钢生产高强度铸铁的方法，按组成原料的重量配比称取原料废铁68-72%和废钢28-32%，另外称取总量1.4-1.6%的锰铁，采用两排冲天炉，使金属炉料废铁和废钢始终处于高位熔化，底焦送风强度选择在100m3/m2.min左右，控制出炉温度> 14500C，选择灰分少、气孔率小、固定碳高达85%的焦炭，使铁水始终处于高温，铁水充分增碳，最后铁水孕育处理，出铁水时，从出铁槽加入备用的硅铁。该方案出炉温度范围较大，且不明确，原料配比不合理，硅铁加入量不明确。
【发明内容】
`[0004]本发明的目的在于提供一种高强度孕育铸件及其制造方法，克服了冲天炉不宜熔炼闻强度铸件的障碍，解决了现有技术中闻强度铸件制造成本闻，含猛铁、娃铁的铸件容易变形的问题。
[0005]一种高强度孕育铸件，由以下重量份配比的原料制成:
[0006]22#铸造生铁300重量份，废钢150重量份，机械类废旧生铁550重量份，高锰生铁30~50重量份，75#硅铁0.7~I重量份，铸造焦炭150~200重量份，石灰石30重量份。
[0007]一种高强度孕育铸件的制造方法，其特征在于:主要包括以下步骤:
[0008](I)先将底焦300重量份加入冲天炉内，开启鼓风机，待穹顶温度升至150°C，炉膛温度达到750°C时，先加30重量份石灰石，22#铸造生铁300重量份，废钢150重量份，机械类废旧生铁550重量份，高锰生铁30~50重量份，铸造焦炭150~200重量份；
[0009](2)待铁液温度达到1470~1570°C时，将直径为0.1~0.3cm的75#硅铁颗粒，取0.7~I重量份放入大抬水包中作孕育处理，并用炉前铁液分析仪对出炉铁液进行化学分析，以调节铁液中的成分来达到铸件的成分含量指标；
[0010](3)铸造造型:
[0011]a.配砂:按重量份配比，将石英砂300重量份，再生沙600重量份，膨润土 60重量份，煤粉50重量份，加水放入混沙机混沙；
[0012]b.造型:用配好的型砂作覆模砂，然后再盖入再生沙，用夯压法，然后取出模型即可；
[0013]c.浇注:先将铁液从炉中放入抬水包中，再用行车将铁液吊入浇注区后将铁液分入各个手抬包中由工人浇注，浇注时注意补缩、补漏；
[0014](4)清理:
[0015]待铸件浇注完成后，待其在型砂中自然冷却2h以上，以作孕育处理，减低铸件表面硬度，然后再将毛坯挖出，放入抛丸机中进行脱砂处理后，即可得到合格铸件。
[0016]本发明技术方案的依据如下:
[0017]在现有技术中，由于锰铁熔点不高，在冲天炉工艺下易与其它杂质融合，极易造成材料浪费。因此，冲天炉工艺并不适宜生产高硬度高韧性铸件。而本发明原料配方中加入了锰，能阻止碳当量反应，增加铸件硬度。本发明利用锰铁资源丰富的原材料优势，购入铁合金厂副产生铁，其含锰量达10%~17%;且由于其在冶炼过程中，锰原子已经游离于铁元素中。因此，在冲天炉生产过程中，此类高锰生铁更容易溶解，从而达到阻止碳当量反应，增加铸件硬度的目的。
[0018]本发明原料配方中加入了比例恰当的硅，保证了孕育效果。在铸造过程中，硅过低则不利于切削加工，娃过高就会产生娃出格(含娃量3.4%以上)。而米用本发明方法，将75#硅铁加工成直径0.1~0.3cm的颗粒，放入大抬水包中作孕育处理，此时铁液温度应以1470~1570°C之间为宜。用量在吨铁0.7~1.2kg之间，以铁液表面晶像为准。
[0019]本发明原料配方中采用了机械类废旧生铁，作为配方主要原料，资源丰富，成本低，通过分类回收使用，降低了铸件加工的投入成本。
[0020]本发明原料配方中的石灰石可起到熔解杂质和造渣的作用，还可起到脱硫的作用，使熔渣与铁液容易分离，便于清除熔渣；铸造焦炭可与生铁中的部分氧化铁发生还原反应；生铁采用22 #生铁，硅铁采用75 #硅铁，有利于提高铸件强度。
[0021]本发明的有益效果:可用冲天炉熔炼出高强度铸铁，在加工高强度孕育生铁的时候，将铁液出炉温度从现有技术中的1450°C以上或以下，明确为1470~1570°C，范围明确，效果较好。本发明配方原料中提高了炉料组成中废钢及废机械铁比例(质量分数达50%~65%);以及采用C-Si孕育剂技术，在CE (碳当量)小于2.7%的条件下就可得到HT250牌号生铁铸件，(该牌号铸铁有良好的物理性能，收缩小、不易产生缩孔与缩松，切削性能好等优点)。本发明原料配比合理，解决了铸件易变形、硬度不够的技术问题，且成本低，实现了资源的回收利用，有利于环境保护。采用本发明加工得到的高强度孕育铸件是一种高强度、弹性模量和耐磨性优秀，减少铸件变形的良好材料。
【具体实施方式】
[0022]为了加深对本发明的理解，下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但并不构成对本发明保护范围的限定。[0023]实施本发明所述制造方法，需要冲天炉两座(作为替换使用)，炉前分析仪，行车，模具沙箱，抛丸机，刨床，车床等各种机床等设备。
[0024]本发明所述的一种高强度孕育铸件，由以下重量份配比的原料制成:
[0025]22#铸造生铁300重量份，废钢150重量份，机械类废旧生铁550重量份，高锰生铁30~50重量份，75#硅铁0.7~I重量份，铸造焦炭150~200重量份，石灰石30重量份。
[0026]本发明所述的一种高强度孕育铸件的制造方法，其特征在于:主要包括以下步骤:
[0027](I)先将底焦300重量份加入冲天炉内，开启鼓风机，待穹顶温度升至150°C，炉膛温度达到750°C时，先加30重量份石灰石，22#铸造生铁300重量份，废钢150重量份，机械类废旧生铁550重量份，高锰生铁30~50重量份，铸造焦炭150~200重量份；
[0028]配方中的主要原料机械类废旧生铁，可以与废旧回收公司约定做好分类，以方便生产，具体包括下列三类机械类废铁:发动机缸套和曲轴为球墨铸件(含球化剂稀土铌)为I类；机械外壳和废旧刹车毂、发动机外壳为II类；废钢为III类；分类回收生产可以提高生产效率，并可以起到提升铸件质量的作用；
[0029]炉料中的石灰石在高温炉气的作用下分解成石灰和二氧化碳；石灰是碱性氧化物，能和焦炭中的灰分和炉料中的杂质、金属氧化物等酸性物质结合成熔点较低的炉渣；熔化的炉渣也下落到炉缸，并浮在铁水上；
[0030](2)待铁液温度达到1470~1570°C时，将直径为0.1~0.3cm的75#硅铁颗粒，取0.7~I重量份放入大抬水包中作孕育处理，并用炉前铁液分析仪对出炉铁液进行化学分析，以调节铁液中的成分来达到铸件的成分含量指标；
[0031]具体实例如表1所示:
[0032]表1铸件的成分含量指标
[0033]
【权利要求】
1.一种高强度孕育铸件，其特征在于:由以下重量份配比的原料制成: 22#铸造生铁300重量份，废钢150重量份，机械类废旧生铁550重量份，高锰生铁30~50重量份，75#硅铁0.7~I重量份，铸造焦炭150~200重量份，石灰石30重量份。
2.根据权利要求1所述的一种高强度孕育铸件的制造方法，其特征在于:主要包括以下步骤: (1)先将底焦300重量份加入冲天炉内，开启鼓风机，待穹顶温度升至150°C，炉膛温度达到750°C时，先加30重量份石灰石，22#铸造生铁300重量份，废钢150重量份，机械类废旧生铁550重量份，高锰生铁30~50重量份，铸造焦炭150~200重量份； (2)待铁液温度达到1470~1570°C时，将直径为0.1~0.3cm的75#硅铁颗粒，取，0.7~I重量份放入大抬水包中作孕育处理，并用炉前铁液分析仪对出炉铁液进行化学分析，以调节铁液中的成分来达到铸件的成分含量指标； (3)铸造造型: a.配砂:按重量份配比，将石英砂300重量份，再生沙600重量份，膨润土60重量份，煤粉50重量份，加水放入混沙机混沙； b.造型:用配好的型砂作覆模砂，然后再盖入再生沙，用夯压法，然后取出模型即可； c.浇注:先将铁液从炉中放入抬 水包中，再用行车将铁液吊入浇注区后将铁液分入各个手抬包中由工人浇注，浇注时注意补缩、补漏；
(4)清理: 待铸件浇注完成后，待其在型砂中自然冷却2h以上，以作孕育处理，减低铸件表面硬度，然后再将毛坯挖出，放入抛丸机中进行脱砂处理后，即可得到合格铸件。
【文档编号】C21C1/08GK103484592SQ201310393233
【公开日】2014年1月1日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】苟坤常 申请人:遵义市红花岗区自强铸造有限责任公司