一种适用于厚大断面球墨铸铁件的球化方法与流程

本发明涉及一种适用于厚大断面球墨铸铁件的球化方法，应用于金属铸造加工
技术领域：
。
背景技术：
：装备制造业是国民经济的基础，是立国之本，强国之基，尤其是一些重型装备，更是国之重器。比如风力发电机组、大型燃气轮机、大吨位注塑机、重型锻压机床等。这些重型装备上，铸件重量占装备总重量的80%以上，铸件单件重量通常在十几吨到上百吨，而且都是主要壁厚在100mm以上的厚大断面球墨铸铁铸件。这类铸件所承载的设备在国民经济中地位显要，而该类铸件的质量优劣又对其组成设备的安全、质量、寿命有着决定性的影响，因而生产该类铸件的企业责任重大，对铸造厂的综合要求也很高。大型注塑机、压铸机模板以及锻压机床类铸件由于壁厚大，主要壁厚超过100mm，最大壁厚处一般超过300mm。厚壁部位是关键受力部位，壁厚心部容易球化衰退，产生畸变石墨。注塑机锁模力直接作用在模板铸件上，模板铸件的安装面受到压力作用，反侧面受到拉力作用，力学性能要求高。铸件验收标准不仅仅是附铸试块，而且要从铸件实体厚壁部位套样检测力学性能，达到标准才算合格，否则不予接收。如果铸件机械性能不合格，铸件装配后在使用过程中会产生断裂的风险。厚大球铁铸件有一个共同的特点，就是重量重，壁厚厚大，凝固时间长，容易在厚壁心部产生球化衰退和石墨畸变。如果以铸件实体检测力学性能，很难达到质量要求。球化处理工艺是铁水形成球状石墨的基本方法，如果方法不得当，铸件很难达到良好的球化效果。技术实现要素：为解决现有技术方案的缺陷，本发明公开了一种适用于厚大断面球墨铸铁件的球化方法，可提高铸件材质水平，使之满足铸件力学性能要求。本发明公开了一种适用于厚大断面球墨铸铁件的球化方法，包含以下步骤：（1）采用组合球化剂：选择轻稀土与重稀土两种球化剂，并按照各50%的比例将两种球化剂混合备用；（2）采用碎钢片处理球化剂：球化剂置于铁水包内，球化剂的表层设有孕育剂，采用直径10mm，厚度小于1mm的碎钢片覆盖在孕育剂上，覆盖厚度大于50mm;（3）采用多种复合孕育法：采用三级孕育方式，第一级在球化剂上预埋总量20%的孕育剂；在电炉炉嘴上方设置漏斗，并在漏斗内放入总量60~80%的孕育剂，在球化反应结束后停顿一下，使球化反应彻底，剩余大约三分之一铁水的时候，打开漏斗，进行二级孕育；第三级孕育在浇注时进行，在浇包上设置随流漏斗，加入占总量15%的硫氧孕育剂进行随流孕育，孕育时间要占到浇注时间的90%以上；（4）采用微合金处理铁水：浇注时在随流孕育漏斗内加入微量锑粉，粒度0.2-0.7mm，加入量45~55ppm左右，与硫氧孕育剂拌匀，一起流在铁水流上。进一步地，上述步骤（3）中孕育剂选择防衰退效果好的长效钡钙孕育剂、硫氧孕育剂中的一种。采用本技术方案，具有以下优点：采用此方法可以充分满足厚大球铁铸件机械性能要求，经过批量生产的生产实践检验，厚大断面球墨铸铁件铸件机械性能完全能满足标准要求。附图说明图1是本发明步骤2中碎钢片的安装结构示意图；图2是采用本发明球化方法制得的牌号为qt450-10a铸件本体（非试块）的金相显微组织图。其中：1-碎钢片；2-铁水包；3-孕育剂；4-球化剂。具体实施方式本发明公开了一种适用于厚大断面球墨铸铁件的球化方法，包含以下步骤：（1）采用组合球化剂：选择轻稀土与重稀土两种球化剂，并按照各50%的比例将两种球化剂混合备用，轻稀土和重稀土两类稀土元素分别在不同的壁厚和温度下表现出较强的抗球化衰退能力，但是稀土元素尤其是重稀土元素过高会形成异形石墨，因此采用两者球化剂组合，可充分发挥两类球化剂的优点，克服缺点，使球化处理效果优良，并充分提高铁水的抗球化衰退能力；（2）采用碎钢片处理球化剂：球化剂置于铁水包内，球化剂的表层设有孕育剂，采用直径10mm，厚度小于1mm的碎钢片覆盖在孕育剂上，覆盖厚度大于50mm，目的是铁水冲入浇包后，可短时间隔离铁水和球化剂，起到延缓起爆的作用，避免剧烈反应，增强球化效果，提高球化剂中镁的吸收率，降低球化剂加入量，孕育的总原则是滞后、瞬时，要等球化完全结束后再进行，不但效果好，剂量也可以大大减少，否则就变成单纯增硅而起不到孕育作用;（3）采用多种复合孕育法：采用三级孕育方式，第一级在球化剂上预埋总量20%的孕育剂；在电炉炉嘴上方设置漏斗，并在漏斗内放入总量60~80%的孕育剂，在球化反应结束后停顿一下，使球化反应彻底，剩余大约三分之一铁水的时候，打开漏斗，进行二级孕育；第三级孕育在浇注时进行，在浇包上设置随流漏斗，加入占总量15%的硫氧孕育剂进行随流孕育，孕育时间要占到浇注时间的90%以上；（4）采用微合金处理铁水：浇注时在随流孕育漏斗内加入微量锑粉，粒度0.2-0.7mm，加入量45~55ppm左右，与硫氧孕育剂拌匀，一起流在铁水流上。加入微量的锑，并和适量的稀土搭配，可以提高石墨球圆整度，增加石墨球数量一倍以上，同时还能中和过量稀土的副作用，防止石墨畸变，增加石墨球数，满足机械性能要求。表1是利用本发明所述的球化方法制得的铸铁件本体（非试件）金相组织评级表；表2是利用本发明所述的球化方法制得的铸铁件本体（非试件）试样力学性能表。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中,项目石墨形态石墨大小球化等级球化率%目标值球状5~6级2级＞90实测值球状6级2级95表1项目壁厚mm抗拉rm屈服rp0.2延伸a%本体硬度hb目标值60~200＞300mpa＞220mpa＞5%150-190实测值20039624023.7168表2。当前第1页12