一种高强度灰铸铁材料制备方法
【专利摘要】一种高强度灰铸铁材料制备方法，包括以下步骤：1）配料、2）炉前冲废钢与锰铁、3）孕育处理；本发明，采用控制铁水Si/C值、炉前包内冲锰铁调整[Mn-Si]值、炉前包内冲废钢增加过冷度以提高孕育效果，采用由50%硅铁+50%硅钡合金组成的混合孕育剂进行出铁槽冲入法孕育，在碳当量为3.9～4.1%及无合金化的条件下，可以稳定制备出高强度HT250铸铁材料，材料性能指标达到：抗拉强度σb:260～275Mpa、硬度HB:185～220、珠光体含量大于85%。
【专利说明】一种高强度灰铸铁材料制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸铁材料加工领域，具体涉及一种控制铁水Si/C值、[Μη-Si]差值以及炉前铁水包内冲废钢、锰铁，采用硅钡与硅铁混合孕育剂孕育技术，制备HT250高强度灰铸铁材料的方法。
【背景技术】
[0002]高强度HT250铸铁具有较高的强度、较好的耐磨性以及减振性能，因此，该材料广泛地用于制造发动机缸体、缸盖以及机床等箱体类结构零件。
[0003]目前，制备HT250的高强度铸铁材料时，为稳定材料性能，一般均采用单一或者同时加入铜、铬合金元素。但是在非合金化条件下制备HT250高强度铸铁时存在性能稳定性低的问题。
【发明内容】
[0004]针对上述问题，本发明的目的在于提供一种HT250高强度灰铸铁材料的制备方法，是控制铁水Si/C值、炉前包内冲锰铁调整[Μη-Si]差值、炉前包内冲废钢提高铁水过冷度达到提高铁水孕育效果，采用出铁槽一次冲入法孕育，稳定生产出高强度HT250铸铁材料。
[0005]本发明的技术方案是通过以下方式实现的:一种高强度灰铸铁材料制备方法，包括以下步骤:1)配料、2)炉前冲废钢与锰铁、3)孕育处理；其特征在于:
1)、配料:以重量百分比计，原铁水成分:C:3.2~3.4%, S1:1.8~2.l%,Mn:0.5~0.7%、硫 S:0.09 ~0.12%、磷 P:0.10 ~0.17%，其余为铁；
2)、炉前冲废钢与锰铁:出铁温度1450~1460°C，在400-500°C温度的铁水包内放入3~5%的废钢，废钢采用一般碳素钢，厚度2~4_，块度尺寸为铁水包直径的1/5~1/4 ；出铁时，在出铁槽随流冲入锰铁，冲入量为铁水量的0.50~0.6%，锰铁粒度为2~4mm，[Mn-Si]值控制在-1.25 ~-1.35 ；
其中:锰铁为中碳锰铁 FeMn78C2.0,成分为:75.0-~82.0%Mn、2%C、l.5%S1、0.25%P、0.03%S，其余为铁。
[0006]3)、孕育处理:处理温度为1430~1440°C，出铁时在出铁槽随流冲入锰铁后，随即冲入由75硅铁与硅钡合金混合组成的孕育剂；按铁水重计，孕育剂加入量为0.5~0.6%，孕育剂粒度3~7mm ;混合孕育剂组成为50%硅铁+50%硅钡合金。
[0007]硅钡合金成分为:Ba4_6%，Cal-2%, Si65-70%, Al 1-2%，其余为铁，硅铁合金成分为:Si72-80%、Cr ( 0.5%、P≤0.5%、S≤0.04%、C≤0.02%,其余为铁，铁水重量波动±5%。
[0008]本发明的有益效果:采用控制铁水Si/C值、炉前包内冲锰铁调整[Μη-Si]值、炉前包内冲废钢增加过冷度以提高孕育效果，采用由50%硅铁+50%硅钡合金组成的混合孕育剂进行出铁槽冲入法孕育，在碳当量为3.9~4.1%及无合金化的条件下，可以稳定制备出高强度HT250铸铁材料，材料性能指标达到:抗拉强度σ b:260~275Mpa、硬度HB: 185~220、珠光体含量大于85%。
【具体实施方式】
[0009]一种高强度灰铸铁材料制备方法，包括以下步骤:
1、配料:以重量百分比计，原铁水成分:c:3.2~3.4%, S1:1.8~2.1%, Mn:0.5~
0.7%、硫 S:0.09 ~0.12%、磷 P:0.10 ~0.17%，其余为铁；
2、炉前冲废钢与锰铁:出铁温度1450~1460°C，在400-500°C温度的铁水包内放入3~5% (铁水包容量)的废钢，废钢采用一般碳素钢，厚度2~4mm，块度尺寸为铁水包直径的1/5~1/4。出铁时，在出铁槽随流冲入锰铁(为商品材料)，冲入量为0.50~0.6%，锰铁粒度为2~4mmο [Mn-Si]值控制在-1.25~-1.35。
[0010]其中:锰铁为中碳锰铁FeMn78C2.0，成分为:75.0-~82.0%Mn、2%C、1.5%S1、
0.25P、0.03%S，其余为铁。
[0011]3、孕育处理:处理温度1430~1440°C时，出铁时在出铁槽随流冲入锰铁后，随即冲入由75娃铁与娃钡合金混合组成的孕育剂。孕育剂加入量0.5~0.6%,孕育剂粒度3~7mm。混合孕育剂组成为50%娃铁+50%娃钡合金。娃钡合金商品成分为
Si65-70%, All-2%，其余为铁，硅铁合金商品成分为:Si72_80%、Cr ( 0.5%、P≤0.5%、S^0.04%、C^0.02%,其余为铁，铁水重量波动±5%。
[0012]本发明所得的高强度灰铸铁，处理后铁水成分:C:3.2~3.4%,S1:2.1~2.4%、Mn:0.9 ~1.1 %、硫 S:0.09 ~0.12%、磷 P:0.10 ~0.17%、其余为铁，碳当量在 3.9 ~4.05时，Si/C值控制在0.73~0.75 ;碳当量在4.1~4.15时，Si/C值控制在0.70~0.72。
[0013]实施例1:
采用本发明制造柴油机飞轮铸件，铸件组织珠光体含量达到88%，性能指标达到:抗拉强度。13:259 ~2661^^、硬度冊:185~200。
【权利要求】
1.一种高强度灰铸铁材料制备方法，包括以下步骤:1)配料、2)炉前冲废钢与锰铁、3)孕育处理；其特征在于:1)、配料:以重量百分比计，原铁水成分:c:3.2~3.4%, S1:1.8~2.l%,Mn:0.5~0.7%、硫 S:0.09 ~0.12%、磷 P:0.10 ~0.17%，其余为铁；2)、炉前冲废钢与锰铁:出铁温度1450~1460°C，在400-500°C温度的铁水包内放入3~5%的废钢，废钢采用一般碳素钢，厚度2~4_，块度尺寸为铁水包直径的1/5~1/4 ；出铁时，在出铁槽随流冲入锰铁，冲入量为铁水量的0.50~0.6%，锰铁粒度为2~4mm，[Mn-Si]值控制在-1.25 ~-1.35 ；3)、孕育处理:处理温度为1430~1440°C，出铁时在出铁槽随流冲入锰铁后，随即冲入由75娃铁与娃钡合金混合组成的孕育剂；孕育剂加入量为0.5~0.6%,孕育剂粒度3~7mm ;混合孕育剂组成为50%硅铁+50%硅钡合金。
2.根据权利要求1所述的一种高强度灰铸铁材料制备方法，其特征在于:所述的步骤 2)中的锰铁为中碳锰铁 FeMn78C2.0,成分为:75.0-~82.0%Mn、2%C、l.5%S1、0.25%P、0.03%S，其余为铁。
3.根据权利要求1所述的一种高强度灰铸铁材料制备方法，其特征在于:所述的步骤3)中的硅钡合金成分为:Ba4-6%，Cal-2%, Si65-70%, All_2%，其余为铁，硅铁合金成分为:Si72-80%、Cr ≤0.5%、P≤0.5%、S≤0.04%、C≤0.02%,其余为铁，铁水重量波动±5%。
【文档编号】C22C33/08GK103602879SQ201310635061
【公开日】2014年2月26日 申请日期:2013年12月2日 优先权日:2013年12月2日
【发明者】荆泽平, 傅明喜, 张军中, 范萃常, 荆钰琦 申请人:丹阳市锦雄机械制造有限公司