本发明属于蠕化铸铁领域，涉及一种高珠光体蠕化稳定的蠕墨铸铁制备工艺。
背景技术：
蠕墨铸铁是一种石墨形态介于片状和球状之间的一种新型工程材料，其常规力学性能、耐磨性和热疲劳性能比灰铸铁好得多，导热率、减震性又比球墨铸铁优良。因此，该材料既有灰铸铁良好的导热性、减震性，又有球墨铸铁良好的耐磨性和高强度，可以广泛地用于制造柴油发动机机体、缸盖、缸套、刹车片、制动鼓、进排气歧管及钢锭模、玻璃模具等。
随着运输业发展需求及工程车辆升级，市场对高安全性、高强度、长寿命制动鼓的需求日益迫切。目前，使用的制动鼓材料一种是普通灰铸铁，其材质较软、硬度较低，使用时龟裂和磨损严重，使用寿命低；另一种是高强度合金铸铁，其材料、硬度和耐磨性都得到提高，但易出现亮斑，从而导致制动鼓异响。用蠕墨铸铁制成的制动鼓既保持了灰铸铁的优点，又弥补了灰铸铁的不足，可提高制动鼓的使用性能，增加制动鼓的平稳性和可靠性，减轻铸件的自重，更加能够满足当今汽车制造业对制动鼓等零件的要求。目前，蠕墨铸铁生产中存在无法确定蠕化剂加入量的上下限、蠕化不稳定、无法确定合适的珠光体含量并得到相应含量的珠光体等问题，限制了蠕墨铸铁的应用。
技术实现要素：
本发明提供一种获得在稳定的蠕化率的基础上，制备合适的珠光体基体组织的蠕墨铸铁的制备工艺，提高蠕墨铸铁的常规力学性能和热疲劳性能，延长产品的使用寿命，降低生产成本。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的：
一种高珠光体蠕化稳定的蠕墨铸铁制备工艺，所述蠕墨铸铁的具体制备步骤如下：
（1）原料准备：按比例称量生铁、废钢、回炉料、锰铁、硅铁原料并熔化成铁液，使原铁液的化学成份为：C：3.6～3.7%、Si：1.4～1.6%、Mn：0.7～0.8%、P：≤0.05%、S：≤0.02%、余量为Fe；
（2）蠕化准备：配置蠕化剂和孕育剂，并在使用前烘烤1～2小时；
（3）蠕化处理：堤坝包烫至600℃以上待用，铁液出炉温度1500±10℃，出铁液前1min将占铁液总重0.40～0.45%的蠕化剂、0.5%的孕育剂及0.67%的球铁豆依次加入堤坝包内，匀速冲入铁液进行蠕化和孕育，孕育结束后加入占铁液总重0.07%的锡，加入完毕后，立即在包口覆盖石棉盖，以免蠕化元素过多溢出；
（4）炉前三角试块和快速金相检验：采用炉前三角试块和快速金相检验铁液蠕化及白口情况；
（5）当蠕化率低或已球化时：在温度不低于1380℃时，可加入铁液总量0.1%的50%的FeS或补加总铁液量的8~10%铁液，使蠕化率达到要求；
（6）当无蠕化或片状石墨过多时：在温度不低于1360℃时，可添加占总铁液重量的0.3%~0.35%左右的蠕化剂进行调整，直到蠕化率达到要求；
（7）扒渣保温：蠕化处理完毕液面平静后，加入除渣剂进行除渣，并用保温剂覆盖保温；
（8）浇注：蠕化处理合格，静置1~2min后进行浇注，并在15min内浇完；
（9）冷却清理：浇注完成后自然冷却。
所述步骤（2）中蠕化剂中各化学成份分别为：Re：3.4%、Mg：5.9%、Si：44%、其余为Fe；孕育剂的化学成份分别为：Si：65%、Ca：11%、Ba：5%、其余为Fe。
所述步骤（3）中堤坝包的高径比为1:1.5。
所述步骤（4）中三角试块的长、宽、高分别为120mm、12.5mm、25mm，快速金相试样的尺寸为φ20×25mm。
所述步骤（5）、步骤（6）中蠕化率要求≥80%。
所述蠕墨铸铁的化学成分为：C：3.55～3.65%、Si：2.35～2.5%、Mn：0.7～0.9%、Sn：0.055～0.062%、S、P≤0.02%，余量为Fe。
本发明的有益效果为：
（1）本发明在获得稳定的蠕化率的基础上，制备合适的珠光体基体组织的蠕墨铸铁的制备工艺，提高蠕墨铸铁的常规力学性能和热疲劳性能，延长产品的使用寿命，降低生产成本；
（2）本发明在添加0.40~0.45%蠕化剂时，能够稳定的获得蠕化率不小于80%的蠕墨铸铁；在稳定获得蠕化率的条件下，通过添加0.5%的高效珠光体孕育剂及0.07%的纯Sn，可稳定获得珠光体含量不小于80%的蠕墨铸铁；
（3）本发明技术方案简单，可操作性强，在各类铸铁生产企业中均易方便快捷地使用。
具体实施方式
一种高珠光体蠕化稳定的蠕墨铸铁制备工艺，所述蠕墨铸铁的具体制备步骤如下：
（1）原料准备：按比例称量生铁、废钢、回炉料、锰铁、硅铁原料并熔化成铁液，使原铁液的化学成份为：C：3.6～3.7%、Si：1.4～1.6%、Mn：0.7～0.8%、P：≤0.05%、S：≤0.02%、余量为Fe；
（2）蠕化准备：配置蠕化剂和孕育剂，并在使用前烘烤1～2小时；
（3）蠕化处理：堤坝包烫至600℃以上待用，铁液出炉温度1500±10℃，出铁液前1min将占铁液总重0.40～0.45%的蠕化剂、0.5%的孕育剂及0.67%的球铁豆依次加入堤坝包内，匀速冲入铁液进行蠕化和孕育，孕育结束后加入占铁液总重0.07%的锡，加入完毕后，立即在包口覆盖石棉盖，以免蠕化元素过多溢出；
（4）炉前三角试块和快速金相检验：采用炉前三角试块和快速金相检验铁液蠕化及白口情况；
（5）当蠕化率低或已球化时：在温度不低于1380℃时，可加入铁液总量0.1%的50%的FeS或补加总铁液量的8~10%铁液，使蠕化率达到要求；
（6）当无蠕化或片状石墨过多时：在温度不低于1360℃时，可添加占总铁液重量的0.3%~0.35%左右的蠕化剂进行调整，直到蠕化率达到要求；
（7）扒渣保温：蠕化处理完毕液面平静后，加入除渣剂进行除渣，并用保温剂覆盖保温；
（8）浇注：蠕化处理合格，静置1~2min后进行浇注，并在15min内浇完；
（9）冷却清理：浇注完成后自然冷却。
所述步骤（2）中蠕化剂中各化学成份分别为：Re：3.4%、Mg：5.9%、Si：44%、其余为Fe；孕育剂的化学成份分别为：Si：65%、Ca：11%、Ba：5%、其余为Fe。
所述步骤（3）中堤坝包的高径比为1:1.5。
所述步骤（4）中三角试块的长、宽、高分别为120mm、12.5mm、25mm，快速金相试样的尺寸为φ20×25mm。
所述步骤（5）、步骤（6）中蠕化率要求≥80%。
所述蠕墨铸铁的化学成分为：C：3.55～3.65%、Si：2.35～2.5%、Mn：0.7～0.9%、Sn：0.055～0.062%、S、P≤0.02%，余量为Fe。
实施例1
1）原料准备：按比例称量生铁、废钢、回炉料、锰铁、硅铁等原料并熔化成铁液，使原铁液的化学成份为：C：3.6%、Si：1.4%、Mn：0.7%、P：0.01%、S：0.001%、余量为Fe；
2）配置蠕化剂和孕育剂：蠕化剂（Re：3.4%、Mg：5.9%、Si：44%、其余为Fe）、孕育剂（Si：65%、Ca：11%、Ba：5%、其余为Fe），上述合金在使用前烘烤1小时；
3）蠕化处理：高径比为1：1.5的堤坝包，烫至600℃待用，铁液出炉温度1490℃，出铁液前1min将占铁液总重0.40%的蠕化剂、0.5%的孕育剂及0.67%的球铁豆依次加入堤坝包内，匀速冲入铁液进行蠕化和孕育；随后加入占铁液总重0.07%的锡；加入完毕，立即在包口覆盖石棉盖，以免使蠕化元素过多溢出；
4）炉前试三角试块和快速金相检验：采用炉前三角试块和快速金相检验铁液蠕化及白口情况，三角试块的长、宽、高分别为120mm、12.5mm、25mm，快速金相试样的尺寸为φ20×25mm；
用专用工具敲击并砸断三角试块，敲击时声音清脆悠长，断口呈银灰色、两侧凹陷且中心略缩并均布细小黑点，有浓烈电石气味，达到蠕化率要求；
5）扒渣保温：蠕化处理完毕液面平静后，加入除渣剂进行除渣，并用保温剂覆盖保温；
6）浇注：蠕化处理合格，静置1min后进行浇注，并在15min内浇完；
7）采用本发明的的方案，经蠕化剂蠕化处理、孕育剂及0.06%Sn联合珠光体化后，制备的蠕墨铸铁蠕化率≥80%、珠光体含量≥80%、抗拉强度Rm≥410MPa、硬度185~210HWS、断后延伸率≥1.3%。
最终得到蠕墨铸铁的化学成分为：C：3.55%、Si：2.35%、Mn：0.7%、Sn：0.055%、S、P≤0.02%，余量为Fe。
实施例2
1）原料准备：按比例称量生铁、废钢、回炉料、锰铁、硅铁等原料并熔化成铁液，使原铁液的化学成份为：C：3.7%、Si：1.6%、Mn：0.8%、P：0.05%、S：0.02%、余量为Fe；
2）配置蠕化剂和孕育剂：蠕化剂（Re：3.4%、Mg：5.9%、Si：44%、其余为Fe）、孕育剂（Si：65%、Ca：11%、Ba：5%、其余为Fe），上述合金在使用前烘烤2小时；
3）蠕化处理：高径比为1：1.5的堤坝包，烫至600℃以上待用，铁液出炉温度1510℃，出铁液前1min将占铁液总重0.45%的蠕化剂、0.5%的孕育剂及0.67%的球铁豆依次加入堤坝包内，匀速冲入铁液进行蠕化和孕育；加入占铁液总重0.07%的锡；铁液冲入完毕，立即在包口覆盖石棉盖，以免使蠕化元素过多溢出；
4）炉前试三角试块和快速金相检验：采用炉前三角试块和快速金相检验铁液蠕化及白口情况，三角试块的长、宽、高分别为120mm、12.5mm、25mm，快速金相试样的尺寸为φ20×25mm；
敲击时声音脆而短促，断口为银灰色、两侧无凹陷或中心严重缩松，有轻微电石气味，可知蠕化率低或已球化；此时，升温到1380℃以上时，可加入铁液总量0.1%的50%的FeS；并补加总铁液量的8~10%铁液，使蠕化率达到要求；
5）扒渣保温：蠕化处理完毕液面平静后，加入除渣剂进行除渣，并用保温剂覆盖保温；
6）浇注：蠕化处理合格，静置2min后进行浇注，并在15min内浇完；
7）采用本发明的的方案，经蠕化剂蠕化处理、孕育剂及0.06%Sn联合珠光体化后，制备的蠕墨铸铁蠕化率≥80%、珠光体含量≥80%、抗拉强度Rm≥410MPa、硬度185~210HWS、断后延伸率≥1.3%。
最终得到蠕墨铸铁的化学成分为：C：3.65%、Si：2.5%、Mn：0.9%、Sn：0.062%、S、P≤0.02%，余量为Fe。
实施例3
1）原料准备：按比例称量生铁、废钢、回炉料、锰铁、硅铁等原料并熔化成铁液，使原铁液的化学成份为：C：3.65%、Si：1.5%、Mn：0.75%、P：0.03%、S：0.01%、余量为Fe；
2）配置蠕化剂和孕育剂：蠕化剂（Re：3.4%、Mg：5.9%、Si：44%、其余为Fe）、孕育剂（Si：65%、Ca：11%、Ba：5%、其余为Fe），上述合金在使用前烘烤1.5小时；
3）蠕化处理：高径比为1：1.5的堤坝包，烫至600℃以上待用，铁液出炉温度1500℃，出铁液前1min将占铁液总重0.43%的蠕化剂、0.5%的孕育剂及0.67%的球铁豆依次加入堤坝包内，匀速冲入铁液进行蠕化和孕育；加入占铁液总重0.07%的锡；加入完毕，立即在包口覆盖石棉盖，以免使蠕化元素过多溢出；
4）炉前试三角试块和快速金相检验：采用炉前三角试块和快速金相检验铁液蠕化及白口情况，三角试块的长、宽、高分别为120mm、12.5mm、25mm，快速金相试样的尺寸为φ20×25mm；
敲击时声音沉闷，断口大部或全部为黑灰色、两侧无凹陷、中心无缩松，则无蠕化或片状石墨过多；将温度降至1360℃，添加占总铁液重量的0.33%左右的蠕化剂进行调整，使蠕化率达到要求；
5）扒渣保温：蠕化处理完毕液面平静后，加入除渣剂进行除渣，并用保温剂覆盖保温；
6）浇注：蠕化处理合格，静置1.5min后进行浇注，并在15min内浇完；
7）采用本发明的的方案，经蠕化剂蠕化处理、孕育剂及0.06%Sn联合珠光体化后，制备的蠕墨铸铁蠕化率≥80%、珠光体含量≥80%、抗拉强度Rm≥410MPa、硬度185~210HWS、断后延伸率≥1.3%。
最终得到蠕墨铸铁的化学成分为：C：3.6%、Si：2.43%、Mn：0.8%、Sn：0.059%、S、P≤0.02%，余量为Fe。