本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种铸铁的熔炼方法。
背景技术：
钢铁厂生产过程中产生的废钢称为“返回废钢”、“自产废钢”或“循环废钢”。其含碳量一般小于2.0％，硫、磷含量均不大于0.05％。钢铁产品和工业制造过程中产生的废钢，约占废钢总量的20～25％，主要为钢料的切头、切尾、切屑、边角料等。各种废旧设备，钢结构件，“报废”的机车、车辆、钢轨、汽车、船舶、工具、用具等，也产生大量“折旧废钢”。它在工业发达国家约占废钢总量的25～30％，占社会上钢材总投放量的1～1.5％。铸铁模具是铸造领域中常用的模具，其主要成分为生铁，与废钢的成分接近。因此，需要研发一种利用废钢制备铸铁模具的工艺，使废钢变废为宝，节约资源。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种模具用铸铁的熔炼方法，该方法以废钢和生铁为原料，通过加入特定配比的元素和调整熔炼步骤，得到具有良好机械性能和切削性能的适用于模具铸件使用的铸铁材料。
一种模具铸件用铸铁的熔炼方法，包括如下步骤：
(1)先将废钢放入电炉，然后下生铁，将加热功率调整到400kw，保持10分钟，然后在15分钟内逐渐调升至680kw，一直到废钢和生铁融化；
(2)废钢和生铁完全熔化后，调整铁水的元素含量，其中：碳：3.28-3.32wt％，硅：1.6-1.9wt％，锰：0.6-0.9wt％，磷：0.03-0.05wt％，硫：0.08-0.1wt％，铬：0.2-0.35％；
(3)在1360-1400℃时放入锡，锡的添加量为0.06-0.08wt％；
(4)在铁水包底部放置电解铜，出炉时用步骤(3)的铁水冲调，铜含量为0.8-1.0wt％。
优选地，步骤(1)中，废钢所占的重量百分比为20-50％。
优选地，步骤(1)中，将加热功率调整到400kw，保持10分钟，然后将加热功率调升至500kw，保持5分钟；再将加热功率调升至600kw，保持6分钟；再将加热功率调升至680kw。
优选地，步骤(2)中，铬和锰一起放入熔化的铁水中。
优选地，步骤(4)的温度1500±20℃。
其中，添加的各种元素主要起到如下作用：
铬：可以起到二次硬化的作用，增强铸铁的强度和硬度。当铬含量大于0.35％时，会促使基体组织出现渗碳体，从而降低铸铁的切削性能。
硅：可以脱去铁水中的氧气等有害气体，细化基体组织。当硅含量大于2％时，会显著降低铸铁的强度和韧性。
锰：锰是良好的脱氧剂和脱硫剂，能够促进铸铁中珠光体的细化，同时有利于消除硫的有害作用，当锰含量低于0.6％时，锰所起作用不显著。
铜：增加细化珠光体的含量，改善铸铁的切削性能。
硫：改善铸铁的切削性能，增强铸铁的孕育效果。当硫含量高于0.1％时，会出现偏析。
磷：提高铸铁的强度和硬度，当磷含量高于0.05％时，造成偏析严重，使得铸铁易开裂。
锡：有效提高铸铁的强度和硬度，增加铸铁的珠光体含量。
采用本发明熔炼方法制备出的铸铁增加了基体组织的珠光体含量，提高铸件的机械性能和切削性能，其中拉伸强度达283n/mm2以上，布氏硬度为185以上。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种模具铸件用铸铁的熔炼方法，包括如下步骤：
(1)先将废钢放入电炉，然后下生铁，将加热功率调整到400kw，保持10分钟，然后将加热功率调升至500kw，保持5分钟；再将加热功率调升至600kw，保持6分钟；再将加热功率调升至680kw。一直到废钢和生铁融化；其中废钢占总重量的20％，生铁占总重量的80％。
(2)废钢和生铁完全熔化后，调整铁水的元素含量，其中：碳：3.31wt％，硅：1.8wt％，锰：0.75wt％，磷：0.04wt％，硫：0.085wt％，铬：0.32％；
(3)在1400℃时放入锡，锡的添加量为0.07wt％；
(4)在铁水包底部放置电解铜，铜含量为0.9wt％；出炉时用步骤(3)的铁水冲调，温度保持在1490℃。
经检测，该铸铁材料中珠光体含量为99％，拉伸强度达280n/mm2，布氏硬度为185。
实施例2
一种模具铸件用铸铁的熔炼方法，包括如下步骤：
(1)先将废钢放入电炉，然后下生铁，将加热功率调整到400kw，保持10分钟，然后将加热功率调升至500kw，保持5分钟；再将加热功率调升至600kw，保持6分钟；再将加热功率调升至680kw。一直到废钢和生铁融化；其中废钢占总重量的50％，生铁占总重量的50％。
(2)废钢和生铁完全熔化后，调整铁水的元素含量，其中：碳：3.3wt％，硅：1.75wt％，锰：0.8wt％，磷：0.035wt％，硫：0.09wt％，铬：0.25％；
(3)在1380℃时放入锡，锡的添加量为0.07wt％；
(4)在铁水包底部放置电解铜，铜含量为0.95wt％；出炉时用步骤(3)的铁水冲调，温度保持在1490℃。
经检测，该铸铁材料中珠光体含量为100％，拉伸强度达287n/mm2，布氏硬度为198。
对比例1
一种铜镍铸铁模具材料，由下列重量百分比的组分进行熔融和浇注制成：
碳3～4％，铜0.4～0.7％，硅1.9～2.2％，锰0.65～0.8％，钼0.1～0.2％，镍0.6～0.8％，磷0.03～0.04％，硫0.02～0.05％，铬0.12～0.2％，钛0.18～0.2％，钒0.03～0.05％，其余为fe和通常的杂质。
首先准备新铁材料和报废模具材料，化验得到具体成分含量，根据上述组分重量范围进行元素添加，混合成原料。
把原料组分进行熔融，所述熔融的加热温度范围在1480～1550℃，过低无法充分融合。充分融合后进行浇注，所述浇注的温度范围在1350～1400℃。浇注是要快速，以免温度降低而影响流动性，减少缺陷。
所述铜镍铸铁模具材料还需要两次退火工艺。第一次退火是把成型的模具材料放在退火炉中加热至1000℃，保温5个小时后随炉冷却，温度降至250℃后进行第二次退火，第二次退火把模具材料加热至800℃，保温3个小时后随炉冷却至常温。
经检测，该铸铁材料中珠光体含量为95-98％，拉伸强度为250-272n/mm2，布氏硬度为145-160。