一种高性能的球墨铸铁的制作方法

文档序号:16506130发布日期:2019-01-05 09:02阅读:451来源:国知局

本发明涉及铸造技术领域,特别是涉及了一种高性能的球墨铸铁。



背景技术:

球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料,其综合性能接近于钢。球墨铸铁中含碳量至少为3%,经球化和孕育处理后得到球状石墨,有效地提高了球磨铸铁的机械性能,特别是提高了塑性和韧性,从而得到比碳钢还高的强度,已成功地用于铸造一些受力复杂,强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。然而,随着工业的发展,现有球磨铸铁的性能指标已不能满足现代生产的需求。



技术实现要素:

为了弥补已有技术的缺陷,本发明提供一种高性能的球墨铸铁。

本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现:

一种高性能的球墨铸铁,其各化学组分的重量百分比为:碳3.4-3.7%、硅1.8-2.4%、锰0.1-0.3%、镁0.04-0.07%、钨0.2-0.3%、钼0.2-0.5%、锡0.02-0.04%、铋0.005-0.01%、稀土0.04-0.08%、p≤0.04%、s≤0.02%,余量为fe和不可避免的杂质。

进一步地,其制备方法包括如下步骤:

s1.原料熔炼:根据合金的组分和含量进行配料,先将增碳剂、生铁、废钢、钨铁装入中频感应电炉中,待全部熔成铁液后进行除渣、扒渣、保温、光谱成分分析,当铁液温度升至1440℃-1480℃时加入锰铁、硅铁、钼铁;

s2.球化处理及孕育处理:在球化包内加入球化剂,在球化剂上覆盖占铁液总重量0.3-0.5%的第一孕育剂,第一孕育剂上覆盖铁屑,紧实,冲入铁液,铁液温度为1420-1450℃,完成球化处理和包内孕育处理后,再加入铁液总重量0.4%-0.6%的第二孕育剂进行型内孕育;

s3.浇注:进行浇注,在浇注的同时加入铁液总重量0.2%-0.3%的随流孕育剂进行随流孕育;

s4.热处理:将浇注完成后的铸件进行热处理:退火温度660℃±10℃,保温3h并随炉冷却,当炉温降至200℃时,铸件出炉自然冷却。

进一步地,所述球化剂由以下重量百分比成分组成:镁10.0-12.0%、稀土2.0-3.0%、硅40.0-45.0%、钙2-3%,钡2.5-2.9%,al<1.5%,fe为余量。

进一步地,所述第一孕育剂由以下重量百分比成分组成:稀土5-10%、硅55-65%、锶:0.5-1%、钡0.2-0.5%,锆0.3-0.6%、锰2-3%,余量为铁。

进一步地,所述第二孕育剂由以下重量百分比成分组成:硅60-70%、钡2-6%、钙0.5-2.0%、铝1-2%,余量为铁。

进一步地,所述随流孕育剂由以下重量百分比成分组成:硅70-75%、铝3.5-4.5%、钙0.5-1.5%,余量为铁。

本发明具有如下有益效果:

本发明通过熔炼、浇注、热处理等步骤制成,通过合理的工艺参数改进和配方组成,制得的球墨铸铁具有很好的耐高温、耐腐性能,且具有很好的强度和韧性,综合性能好。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细的说明,实施例仅是本发明的优选实施方式,不是对本发明的限定。

实施例1

一种高性能的球墨铸铁,其各化学组分的重量百分比为:碳3.5%、硅2%、锰0.1-0.3%、镁0.06%、钨0.25%、钼0.3%、锡0.03%、铋0.008%、稀土0.06%、p≤0.04%、s≤0.02%,余量为fe和不可避免的杂质。

其制备方法包括如下步骤:

s1.原料熔炼:根据合金的组分和含量进行配料,先将增碳剂、生铁、废钢、钨铁装入中频感应电炉中,待全部熔成铁液后进行除渣、扒渣、保温、光谱成分分析,当铁液温度升至1460℃时加入锰铁、硅铁、钼铁;

s2.球化处理及孕育处理:在球化包内加入球化剂,在球化剂上覆盖占铁液总重量0.4%的第一孕育剂,第一孕育剂上覆盖铁屑,紧实,冲入铁液,铁液温度为1420-1450℃,完成球化处理和包内孕育处理后,再加入铁液总重量0.5%的第二孕育剂进行型内孕育;

s3.浇注:进行浇注,在浇注的同时加入铁液总重量0.25%的随流孕育剂进行随流孕育;

s4.热处理:将浇注完成后的铸件进行热处理:退火温度660℃±10℃,保温3h并随炉冷却,当炉温降至200℃时,铸件出炉自然冷却。

其中,所述球化剂由以下重量百分比成分组成:镁11%、稀土2.5%、硅42%、钙2.5%,钡2.6%,al<1.5%,fe为余量;所述第一孕育剂由以下重量百分比成分组成:稀土7%、硅60%、锶:0.8%、钡0.3%,锆0.4%、锰2.5%,余量为铁;所述第二孕育剂由以下重量百分比成分组成:硅65%、钡4%、钙1.2%、铝1.5%,余量为铁;所述随流孕育剂由以下重量百分比成分组成:硅72%、铝4%、钙1%,余量为铁。

实施例2

一种高性能的球墨铸铁,其各化学组分的重量百分比为:碳3.4%、硅1.8-%、锰0.1%、镁0.04%、钨0.2%、钼0.2%、锡0.02%、铋0.005%、稀土0.04-0.08%、p≤0.04%、s≤0.02%,余量为fe和不可避免的杂质。

其制备方法包括如下步骤:

s1.原料熔炼:根据合金的组分和含量进行配料,先将增碳剂、生铁、废钢、钨铁装入中频感应电炉中,待全部熔成铁液后进行除渣、扒渣、保温、光谱成分分析,当铁液温度升至1440℃时加入锰铁、硅铁、钼铁;

s2.球化处理及孕育处理:在球化包内加入球化剂,在球化剂上覆盖占铁液总重量0.3%的第一孕育剂,第一孕育剂上覆盖铁屑,紧实,冲入铁液,铁液温度为1420-1450℃,完成球化处理和包内孕育处理后,再加入铁液总重量0.4%的第二孕育剂进行型内孕育;

s3.浇注:进行浇注,在浇注的同时加入铁液总重量0.2%的随流孕育剂进行随流孕育;

s4.热处理:将浇注完成后的铸件进行热处理:退火温度660℃±10℃,保温3h并随炉冷却,当炉温降至200℃时,铸件出炉自然冷却。

其中,所述球化剂由以下重量百分比成分组成:镁10.0%、稀土2.0%、硅40.05.0%、钙2%,钡2.5%,al<1.5%,fe为余量;所述第一孕育剂由以下重量百分比成分组成:稀土5%、硅55%、锶:0.5%、钡0.2%,锆0.3%、锰2%,余量为铁;所述第二孕育剂由以下重量百分比成分组成:硅60%、钡2%、钙0.5%、铝1%,余量为铁;所述随流孕育剂由以下重量百分比成分组成:硅70%、铝3.5%、钙0.5%,余量为铁。

实施例3

一种高性能的球墨铸铁,其各化学组分的重量百分比为:碳3.7%、硅2.4%、锰0.3%、镁0.07%、钨0.3%、钼0.5%、锡0.04%、铋0.01%、稀土0.08%、p≤0.04%、s≤0.02%,余量为fe和不可避免的杂质。

其制备方法包括如下步骤:

s1.原料熔炼:根据合金的组分和含量进行配料,先将增碳剂、生铁、废钢、钨铁装入中频感应电炉中,待全部熔成铁液后进行除渣、扒渣、保温、光谱成分分析,当铁液温度升至1480℃时加入锰铁、硅铁、钼铁;

s2.球化处理及孕育处理:在球化包内加入球化剂,在球化剂上覆盖占铁液总重量0.5%的第一孕育剂,第一孕育剂上覆盖铁屑,紧实,冲入铁液,铁液温度为1450℃,完成球化处理和包内孕育处理后,再加入铁液总重量0.6%的第二孕育剂进行型内孕育;

s3.浇注:进行浇注,在浇注的同时加入铁液总重量0.3%的随流孕育剂进行随流孕育;

s4.热处理:将浇注完成后的铸件进行热处理:退火温度660℃±10℃,保温3h并随炉冷却,当炉温降至200℃时,铸件出炉自然冷却。

其中,所述球化剂由以下重量百分比成分组成:镁12.0%、稀土3.0%、硅45.0%、钙3%,钡2.9%,al<1.5%,fe为余量;所述第一孕育剂由以下重量百分比成分组成:稀土10%、硅65%、锶1%、钡0.5%,锆0.6%、锰3%,余量为铁;所述第二孕育剂由以下重量百分比成分组成:硅70%、钡6%、钙2.0%、铝2%,余量为铁;所述随流孕育剂由以下重量百分比成分组成:硅75%、铝4.5%、钙1.5%,余量为铁。

以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制,但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案,均应落在本发明的保护范围之内。

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