一种D型石墨铸铁型材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种D型石墨铸铁型材，D型石墨铸铁型材中碳、硅、锰、钛元素的质量百分比分别为碳：3.4％‑3.5％、硅：2.5％‑2.6％、锰：0.5％‑0.6％、硫≦0.050％、磷≦0.15％、钛：0.15％‑0.35％，其余为铁；D型石墨铸铁型材的制备方法中添加适量的钛合金，使得原铁水铁液中的石墨提前得到一定程度的细化，不需要在珠光体占很大比例的情况下一样有比A型石墨高很多的强度，且组织均匀、致密，容易加工。

【技术实现步骤摘要】
一种D型石墨铸铁型材及其制备方法
本专利技术涉及铸铁材料及铸造冶金
，特别涉及一种D型石墨铸铁型材及其制备方法。
技术介绍
铸铁是工业中应用最广泛的一类金属材料，在航空、航天、汽车、机械、制造、船舶中已大量应用。水平连铸D型石墨铸铁是一种比A型石墨铸铁更耐氧化，更具有抗生长性，更久的耐热疲劳性能，是一种优异的新型材料。水平连铸D型石墨铸铁因为石墨呈细小蜷曲状，而削弱了对基体的割裂作用，比A型石墨的组织更均匀，致密度更高，强度高，耐磨性好，加工切削性能好，特别是拉削后具有较高的光亮度，同时均匀度及稳定性优越。本专利技术就针对生产出一种D型石墨铸铁型材而探索出了一种切实可行的制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种D型石墨铸铁型材及其制备方法，其解决了能够获得D型石墨铸铁型材的问题，该D型石墨铸铁型材具有耐热性高、抗氧化、抗疲劳、均匀度高的优点。本专利技术的另一目的是提供槽筒轴制备的一种水平连铸新工艺。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种D型石墨铸铁型材，D型石墨铸铁型材中碳、硅、锰、钛元素的质量百分比分别为：碳：3.4％-3.5％；硅：2.5％-2.6％；锰：0.5％-0.6％；硫：0％-0.050％；磷：0％-0.15％；钛：0.15％-0.35％；其余为铁。采用上述技术方案，通过添加适量的钛合金，改变了共晶石墨生长的方式，促进过冷石墨细化，在足量有效孕育的前提下，在水冷石墨套内快速凝固，形成弥散分布的D型石墨，形成了晶粒细密，硬度均匀，耐磨且容易加工的材料。通过做熔炼时提高硅的加入量，使得原铁水铁液中的石墨提前得到一定程度的细化。当铁液进入保温炉与石墨套后，在水冷石墨套内快速冷凝，使得石墨在共晶状态下因过冷而析出成为细小蜷曲的D型，细小的D型石墨缩尖端比较圆顿，彼此之间几乎不再连接，因而对基体的割裂作用大大减小，从而使得基体的强度得到发挥。不需要在珠光体占很大比例的情况下一样有比A型石墨高很多的强度，切组织均、致密，容易加工。优选的D型石墨铸铁型材中碳、硅、锰、钛元素的质量百分比分别为：碳：3.45％；硅：2.55％；锰：0.55％；磷：0.075％；硫：0.046％；钛：0.25％；其余为铁。一种D型石墨铸铁型材的制备方法，具体包括以下步骤：(1)铁水的熔炼，将生铁与废钢采用中频感应电炉熔炼铁水，生铁与废钢全部溶化后检测铁水中各元素的含量，并调整各元素含量至符合配方要求；(2)铁水的孕育处理，出铁够重量后，彻底扒渣，测温，并加入铁水总重量0.5％的孕育剂，搅拌溶解后，倾入保温炉拉拔；(3)扒完渣测温，温度控制在1375-1390℃之间，温度合适就转往保温炉浇注，倾倒完成后测定保温炉内铁液温度控制在1335-1350℃，第一包铁水注入保温炉内之后停留3分钟，使得注入后的铁水包裹住牵引头，并结晶凝固出一定的强度，使得引锭杆子牵引机组的牵引拉拔下，以稳定的经验步长约55-60mm/步，并以拉-停-拉的方式稳步启动，在拉拔过程中注意每小时观测循环水的出水温度，高于50℃时，补水降温。(4)待启动稳定，红热的型材上辊之后，根据拉出的步长显示的颜色，判定是否需要提速，确定主控操作盘上拉拔与停留的正常生产的参数。综上所述，本专利技术具有以下有益效果：通过在熔炼时添加适量的钛合金，使得原铁水铁液中的石墨提前得到一定程度的细化。当铁液进入保温炉与石墨套后，在水冷石墨套内快速冷凝，使得石墨在共晶状态下因过冷而析出成为细小蜷曲的D型，细小的D型石墨缩尖端比较圆顿，彼此之间几乎不再连接，因而对基体的割裂作用大大减小，从而使得基体的强度得到发挥。不需要在珠光体占很大比例的情况下一样有比A型石墨高很多的强度，且组织均匀、致密，容易加工。具体实施方式实施例1：一种D型石墨铸铁型材，选用HT250材质的HT250材质的的型材中碳、硅、锰、钛元素的质量百分比分别为：碳：3.45％；硅：2.55％；锰：0.55％；磷：0.075％；硫：0.046％；钛：0.25％；其余为铁。HT250材质的型材制备方法，具体包括以下步骤：此型材断面较小，液心在拉拔出口之外几乎不会存在，生产前严格按照生产型材的尺寸制作牵引头，且忌牵引头的粗制滥造，或者与石墨套的间隙过大或过小，过小无法排气，过大容易漏出铁水，都容易造成生产的失败。因此选在河北恒工机械装备科技有限公司的五号生产线上生产，将结晶器与保温炉组合安装完毕后，使用生燃烧器烘烤保温炉，约3-5个小时，生产前保温炉内的温度约是500-600度，呈红色。以减少温度的波动与先期注入铁水的氧化。(1)铁水的熔炼，将生铁与废钢采用6吨与10吨中频顿感应电炉熔炼铁水，生铁与废钢全部溶化后检测铁水中各元素的含量，并调整各元素含量至符合配方要求，出铁温度为1440℃。(2)铁水的孕育处理，出铁达到设定的量时，彻底扒渣，测温；温度合适后加入铁水总重量0.5％的孕育剂，孕育剂放在铁水处理转运包内扒渣完成，搅拌溶解后，倾入保温炉拉拔。(3)扒完渣测温，温度控制在1390℃之间，温度合适就转往保温炉浇注，倾倒完成后测定保温炉内铁液温度控制在1360℃，第一包铁水注入保温炉内之后停留3分钟，使得注入后的铁水包裹住牵引头，并使结晶凝固出一定的强度，使得引锭杆子牵引机组的牵引拉拔下，以稳定的经验步长约55-60mm/步，并以拉-停-拉的方式稳步启动，在拉拔过程中注意每小时观测循环水的出水温度，高于50℃时，补水降温。浇注过程要平稳，切忌注入速度过快一过慢，过慢容易造成温度，液面降低，过快造成保温炉内的液面压力波动过大，传递到结晶器前端，型材颜色发亮，容易出现拉拔失败。(4)为了达到稳产，高品质的目标，补给炉内铁水间隔时间必须严格控制在9-11分钟之内，本着勤补少补的原则，这样才能保持保温炉铁液的“新鲜度”，才能最大程度的降低保温炉内压力的波动，才能确保炉内的铁液具有很强的自发形核能力，这样在循环水的冷却促使下，在拉拔机组的牵引下，结晶器内的铁液迅速、均匀的冷却出具有稳定刚度、强度的型材，并且，外部轮廓尺寸稳定，外表光洁，内在组织致密。待启动稳定，红热的型材上辊之后，根据拉出的步长显示的颜色，判定是否需要提速，确定主控操作盘上拉拔与停留的正常生产的参数。实施例2-3：一种D型石墨铸铁型材，其中碳的质量分数与实施例1中不一致，其它各组分质量分数与实施例1相同，一种D型石墨铸铁型材各组分相应的质量分数如表1所示。实施例4-5：一种D型石墨铸铁型材，其中硅的质量分数与实施例1中不一致，其它各组分质量分数与实施例1相同，一种D型石墨铸铁型材各组分相应的质量分数如表2所示。实施例6-7：一种D型石墨铸铁型材，其中锰的质量分数与实施例1中不一致，其它各组分质量分数与实施例1相同，一种D型石墨铸铁型材各组分相应的质量分数如表3所示。实施例8-9：一种D型石墨铸铁型材，其中钛的质量分数与实施例1中不一致，其它各组分质量分数与实施例1相同，一种D型石墨铸铁型材各组分相应的质量分数如表4所示。实施例10-11：一种D型石墨铸铁型材，其中硫的质量分数与实施例1中不一致，其它各组分质量分数与实施例1相同，一种D型石墨铸铁型材各组分相应的质量分数如表5所示。实施例12-13：一种D型石墨铸铁型材，其中磷的质量分数与实施例1中不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种D型石墨铸铁型材，其特征在于：所述D型石墨铸铁型材中，碳、硅、锰、钛元素的质量百分比分别为：碳：3.4％‑3.5％；硅：2.5％‑2.6％；锰：0.5％‑0.6％；硫：0％‑0.050％；磷：0％‑0.15％；钛：0.2％‑0.3％；其余为铁。

【技术特征摘要】
1.一种D型石墨铸铁型材，其特征在于：所述D型石墨铸铁型材中，碳、硅、锰、钛元素的质量百分比分别为：碳：3.4％-3.5％；硅：2.5％-2.6％；锰：0.5％-0.6％；硫：0％-0.050％；磷：0％-0.15％；钛：0.2％-0.3％；其余为铁。2.根据权利要求1所述的一种D型石墨铸铁型材，其特征在于：所述D型石墨铸铁型材中，碳、硅、锰、钛元素的质量百分比分别为：碳：3.45％；硅：2.55％；锰：0.55％；磷：0.075％；硫：0.046％；钛：0.25％；其余为铁。3.基于权利要求1所述的一种D型石墨铸铁型材的制备方法，其特征在于：具体包括以下步骤：(1)铁水的熔炼，将生铁与废钢采用中频感应电炉熔炼铁水，生铁与废钢全部溶化后检测铁水中各元素的含量，并调整各元素含量至...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏志勇，王敬民，
申请(专利权)人：河北恒工机械装备科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13