一种可生产高强铸铁的新型铸造方法
【专利摘要】本发明公开了一种可生产高强铸铁的新型铸造方法，采用普通废钢、铬铁、钨铁、钛铁、钴板、废铜、硼砂熔炼并加入锰铁、锆铁、氧化钙、二氧化硅进行沉淀脱氧、扒渣，浇注至模具中通过超声振动，再经热处理得到铸件；本发明通过超声振动以及长时间保温方法，增加了铸件内部成分的均匀性，大大削弱成分偏析的可能，具有广阔的应用前景。
【专利说明】
一种可生产高强铸铁的新型铸造方法
技术领域
[0001]本发明涉及铸铁制备工艺领域，具体涉及一种可生产高强铸铁的新型铸造方法。
【背景技术】
[0002]目前，世界上铸铁件的生产量逐年上升，其中高强度铸铁所占的比重越来越大，其广泛应用于制造汽车、拖拉机、农业机械、机床和通用机械等各个方面。铸铁本身是否具有优良的机械特性在很大程度上决定着机器的使用寿命和使用效果，例如，国内柴油机缸体铸件比国外中30%以上，且抗拉强度在碳当量相同的情况下比国外低1-2级。就材质而言，其主要原因是大多数工厂在熔炼过程中，铁液内部的化学成分波动大，使得该类产品难以控制。所以，通过探索一种新型的高强度铸件制造方法，使其改善铸件的组织与性能的关系，提高铸件的机械性能成为当下亟需解决的问题。
【发明内容】
[0003]针对现有技术的不足，本发明提供了一种可生产高强铸铁的新型铸造方法。
[0004]为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现:
[0005]—种可生产高强铸铁的新型铸造方法，包括以下步骤:
[0006]I)将普通废钢熔炼，钢液熔清后加入铬铁、钨铁、钛铁、钴板、废铜、硼砂，升温至1490-1520 °C变为液态铁水；
[0007]2)将步骤I)制得的液态铁水在出炉前11分钟加入锰铁、锆铁、氧化钙、二氧化硅进行沉淀脱氧，调整成分后进行扒渣处理，得到精炼铁水，所述精炼铁水中各元素质量百分比为:碳2.9-3.5%、铬1.45-1.86%、锰0.58-1.1%、铜0.43-0.82%、钨0.02-0.04%、钛0.03-0.06%、钴0.39-0.76%、硼0.01-0.04%、锆0.22-0.67%、硅0.57-1.25%、磷 0.01-0.03%、硫0.01-0.04%,其余为铁及不可避免的杂质；
[0008]3)将步骤2)制得的精炼铁水浇注到预先升温至1400°C的模具中，浇注温度为1380-1410°C，机械搅拌得到铁水B;
[0009]4)待步骤3)制得的铁水B随模具自然冷却至1170-1210°C时，调整模具冷却速度为1-2 °C/min，对铁水B进行超声振动处理；
[0010]5)待步骤4)中模具冷却至1000-1060°c时停止超声振动，保温8-12h后冷却至室温，清理毛刺飞边得到铸件；
[0011]6)将步骤5)制得的铸件经清砂和打磨处理后进行淬火和回火处理，即得。
[0012]优选的，所述步骤2)中原料熔炼后各元素质量百分比为:碳3.1%、铬1.66%、锰0.92%、铜0.52%、钨0.03%、钛0.05%、钴0.44%、硼0.03%、锆0.38%、硅0.66%、磷0.01 %、硫0.02%，其余为铁及不可避免的杂质；
[0013]优选的，所述步骤3)中浇注温度为1390°C。
[0014]优选的，所述步骤4)中自然冷却至12000C，冷却速度为2°C/min。
[0015]优选的，所述步骤4)中超声振动过程和模具冷却过程同时进行；
[0016]优选的，所述步骤5)中冷却至1050°C，保温12h。
[0017]本发明提供了一种可生产高强铸铁的新型铸造方法，其有益效果是:本发明原料各组分混合性较好，当熔炼后得到的铁水从浇注温度自然冷却至1170_1210°C，铸件铁水内部开始有固相的产生，此时调整模具冷却速度并同时进行超声振动处理可以有效的促使铸件内部成分的均匀性；当温度降至固相线温度以下，铸件内部开始晶粒的择优生长过程，此时仍然持续使用振动处理，可以有效使得晶粒细化，大大增加铸件内部的细晶强化效应;当温度降至1000-1060°C后，通过8-12h的长时间保温可以使得铸件内部的溶质充分扩散，降低铸件内部发生偏析的可能，进一步的增强铸件的机械性能。本发明所述可生产高强铸铁的新型铸造方法易于实现，增加了铸件内部成分的均匀性，大大削弱成分偏析的可能，具有广阔的应用前景。
【具体实施方式】
[0018]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
[0019]实施例1:
[0020]—种可生产高强铸铁的新型铸造方法，包括以下步骤:
[0021 ] I)将普通废钢熔炼，钢液熔清后加入铬铁、钨铁、钛铁、钴板、废铜、硼砂，升温至1510 °C变为液态铁水；
[0022]2)将步骤I)制得的液态铁水在出炉前11分钟加入锰铁、锆铁、氧化钙、二氧化硅进行沉淀脱氧，调整成分后进行扒渣处理，得到精炼铁水，所述精炼铁水中各元素质量百分比为:碳3.1%、铬1.66%、锰0.92%、铜0.52%、钨0.03%、钛0.05%、钴0.44%、硼0.03%、错0.38 %、硅0.66 %、磷0.0I %、硫0.02 %，其余为铁及不可避免的杂质；
[0023]3)将步骤2)制得的精炼铁水浇注到预先升温至1400°C的模具中，浇注温度为13900C，机械搅拌得到铁水B;
[0024]4)待步骤3)制得的铁水B随模具自然冷却至1200°C时，调整模具冷却速度为2°C/min，对铁水B进行超声振动处理，模具冷却与超声振动过程同步进行；
[0025]5)待步骤4)中模具冷却至1050°C时停止超声振动，保温12h后冷却至室温，清理毛刺飞边得到铸件；
[0026]6)将步骤5)制得的铸件经清砂和打磨处理后进行淬火和回火处理，即得。
[0027]实施例2:
[0028]—种可生产高强铸铁的新型铸造方法，包括以下步骤:
[0029]I)将普通废钢熔炼，钢液熔清后加入铬铁、钨铁、钛铁、钴板、废铜、硼砂，升温至1490 °C变为液态铁水；
[0030]2)将步骤I)制得的液态铁水在出炉前11分钟加入锰铁、锆铁、氧化钙、二氧化硅进行沉淀脱氧，调整成分后进行扒渣处理，得到精炼铁水，所述精炼铁水中各元素质量百分比为:碳3.5%、铬1.45%、锰I %、铜0.43%、钨0.04%、钛0.04%、钴0.76%、硼0.01%、错0.67%、硅0.57%、磷0.01 %、硫0.04%，其余为铁及不可避免的杂质；
[0031]3)将步骤2)制得的精炼铁水浇注到预先升温至1400°C的模具中，浇注温度为13800C，机械搅拌得到铁水B;
[0032]4)待步骤3)制得的铁水B随模具自然冷却至118O °C时，调整模具冷却速度为1.5°C/min，对铁水B进行超声振动处理，模具冷却与超声振动过程同步进行；
[0033]5)待步骤4)中模具冷却至1000°C时停止超声振动，保温Sh后冷却至室温，清理毛刺飞边得到铸件；
[0034]6)将步骤5)制得的铸件经清砂和打磨处理后进行淬火和回火处理，即得。
[0035]实施例3:
[0036]—种可生产高强铸铁的新型铸造方法，包括以下步骤:
[0037]I)将普通废钢熔炼，钢液熔清后加入铬铁、钨铁、钛铁、钴板、废铜、硼砂，升温至1520 °C变为液态铁水；
[0038]2)将步骤I)制得的液态铁水在出炉前11分钟加入锰铁、锆铁、氧化钙、二氧化硅进行沉淀脱氧，调整成分后进行扒渣处理，得到精炼铁水，所述精炼铁水中各元素质量百分比为:碳2.9%、铬1.86%、锰0.58%、铜0.82%、钨0.02%、钛0.03%、钴0.39%、硼0.04%、错
0.22 %、硅1.25 %、磷0.02 %、硫0.01 %，其余为铁及不可避免的杂质；
[0039]3)将步骤2)制得的精炼铁水浇注到预先升温至1400°C的模具中，浇注温度为14100C，机械搅拌得到铁水B;
[0040]4)待步骤3)制得的铁水B随模具自然冷却至1210°C时，调整模具冷却速度为1°C/min，对铁水B进行超声振动处理，模具冷却与超声振动过程同步进行；
[0041]5)待步骤4)中模具冷却至1060°C时停止超声振动，保温1h后冷却至室温，清理毛刺飞边得到铸件；
[0042]6)将步骤5)制得的铸件经清砂和打磨处理后进行淬火和回火处理，即得。
[0043]实施例4:
[0044]—种可生产高强铸铁的新型铸造方法，包括以下步骤:
[0045]I)将普通废钢熔炼，钢液熔清后加入铬铁、钨铁、钛铁、钴板、废铜、硼砂，升温至1500 °C变为液态铁水；
[0046]2)将步骤I)制得的液态铁水在出炉前11分钟加入锰铁、锆铁、氧化钙、二氧化硅进行沉淀脱氧，调整成分后进行扒渣处理，得到精炼铁水，所述精炼铁水中各元素质量百分比为:碳3%、铬 1.55 %、锰0.85 %、铜0.79 %、钨0.02 %、钛0.06 %、钴0.69 %、硼0.02 %、错
0.52%、硅1.12%、磷0.03%、硫0.03%，其余为铁及不可避免的杂质；
[0047]3)将步骤2)制得的精炼铁水浇注到预先升温至1400°C的模具中，浇注温度为14000C，机械搅拌得到铁水B;
[0048]4)待步骤3)制得的铁水B随模具自然冷却至1170°C时，调整模具冷却速度为2°C/min，对铁水B进行超声振动处理，模具冷却与超声振动过程同步进行；
[0049]5)待步骤4)中模具冷却至1020°C时停止超声振动，保温Ilh后冷却至室温，清理毛刺飞边得到铸件；
[0050]6)将步骤5)制得的铸件经清砂和打磨处理后进行淬火和回火处理，即得。
[0051]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种可生产高强铸铁的新型铸造方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将普通废钢熔炼，钢液熔清后加入铬铁、钨铁、钛铁、钴板、废铜、硼砂，升温至1490-1520 °C变为液态铁水； 2)将步骤I)制得的液态铁水在出炉前11分钟加入锰铁、锆铁、氧化钙、二氧化硅进行沉淀脱氧，调整成分后进行扒渣处理，得到精炼铁水，所述精炼铁水中各元素质量百分比为:碳2.9-3.5%、铬 1.45-1.86%、锰0.58-1.1%、铜0.43-0.82 %、钨0.02-0.04%、钛 0.03-0.06%、钴0.39-0.76%、硼0.01-0.04%、锆0.22-0.67%、硅0.57-1.25%、磷 0.01-0.03%、硫0.01-0.04%,其余为铁及不可避免的杂质； 3)将步骤2)制得的精炼铁水浇注到预先升温至1400°C的模具中，浇注温度为1380-1410°C，机械搅拌得到铁水B; 4)待步骤3)制得的铁水B随模具自然冷却至1170-1210°C时，调整模具冷却速度为1-20C /min，对铁水B进行超声振动处理； 5)待步骤4)中模具冷却至1000-1060°C时停止超声振动，保温8-12h后冷却至室温，清理毛刺飞边得到铸件； 6)将步骤5)制得的铸件经清砂和打磨处理后进行淬火和回火处理，即得。2.根据权利要求1所述的可生产高强铸铁的新型铸造方法，其特征在于，所述步骤2)中原料熔炼后各元素质量百分比为:碳3.1 %、铬1.66%、锰0.92 %、铜0.52 %、钨0.03 %、钛0.05%、钴0.44%、硼0.03%、锆0.38%、硅0.66%、磷0.01 %、硫0.02%，其余为铁及不可避免的杂质。3.根据权利要求1所述的可生产高强铸铁的新型铸造方法，其特征在于，所述步骤3)中浇注温度为1390 °C。4.根据权利要求1所述的可生产高强铸铁的新型铸造方法，其特征在于，所述步骤4)中自然冷却至1200°C，冷却速度为2°C/min。5.根据权利要求1所述的可生产高强铸铁的新型铸造方法，其特征在于，所述步骤4)中超声振动过程和模具冷却过程同时进行。6.根据权利要求1所述的可生产高强铸铁的新型铸造方法，其特征在于，所述步骤5)中冷却至1050°C，保温12h。
【文档编号】C22C37/06GK105886885SQ201610495034
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年6月27日
【发明人】黄远霞
【申请人】含山县朝霞铸造有限公司