一种高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺，按下述步骤进行：①在电炉中加入18-22份废钢熔炼，再加入58-62份回炉料，最后同时加入0.5份的组织改良剂和18-22份生铁进行熔炼，形成原铁水；②将球化剂加入到球化包的球化室内，再将孕育剂覆盖在球化剂上，然后将矽钢片覆盖在孕育剂上，最后将组织改良剂加入球化包内；③将电炉中温度控制在1460-1480℃的原铁水到球化包中反应后形成终铁水；④将终铁水浇入铸型，冷却后得到球铁铸件。本发明专利技术不仅能防止铁水中结晶形核的烧损，提高铁水质量，还能大幅提高延伸率和强度。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺
本专利技术涉及一种球铁铸件的生产工艺，特别是一种高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺。
技术介绍
球墨铸铁是铸铁中的石墨呈现球状的一种铸铁，通过球化处理使石墨形成球状，这种球状石墨可使应力集中小，减小对基体的割裂。由于球墨铸铁的强度、塑度、韧性高，疲劳强度接近于中碳钢，耐磨性优于非合金钢，切削性能可与灰铸铁相媲美，制造成本低等优点，它受到了广泛的应用。球墨铸铁的生产过程中，将不同配比的原料熔化后即可形成铁液，铁液的质量、球化孕育处理效果等对铸件的质量有着决定性的作用。铁液的质量好，则凝固时能够形成数量更多、更小的石墨球和共晶团，石墨球和共晶团越多、越细小，则铸件形成时的膨胀应力越大，从而能更有效地克服基体组织疏松，提高球墨铸铁的力学性能。因此，铁液的质量与最终的球墨铸铁的质量有直接关系，铁液的质量好坏又直接与原料的配比以及原料中各元素化学组分的含量有直接的关系。影响球墨铸铁质量的另外一个因素是球化过程，球化处理的目的是使石墨球化，同时除去硫和氧等活性元素。众所周知，在球墨铸铁的制备过程中，人们希望硫含量越低越好，普遍认为硫元素是一种有害元素，它的存在会破坏石墨形核的形成过程，进而影响球墨铸铁的力学性能等；另外，球化过程中，球化反应速率及整个球化反应时间决定着镁的吸收率、石墨的圆整度、数量及分布情况，而这些因素会影响球墨铸铁的力学性能。目前，常规的制造厂在生产QT600材质时，一般延伸率只能达到5％-7％，虽然达到了国标中规定延伸率超过3％便合格的标准，但仍然处于偏低的性能。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺。本专利技术不仅能防止铁水中结晶形核的烧损，提高铁水质量，还能大幅提高延伸率和强度。本专利技术的技术方案：一种高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺，特点是，按下述步骤进行：①在电炉中加入18-22份废钢熔炼，再加入58-62份回炉料，最后同时加入0.5份的组织改良剂和18-22份生铁进行熔炼，形成原铁水；②将球化剂加入到球化包的球化室内，再将孕育剂覆盖在球化剂上，然后将矽钢片覆盖在孕育剂上，最后将组织改良剂加入球化包内；③将电炉中温度控制在1460-1480℃的原铁水倒入球化包中反应后形成终铁水；④将终铁水浇入铸型，冷却后得到球铁铸件。前述的高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺中，所述废钢中各组成成分的质量分数分别为Mn≤0.4％，S≤0.02％，P≤0.04％，余量为Fe。前述的高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺中，所述生铁中各组成成分的质量分数分别为C：4.1-4.3％，Si:0.1-0.3％，Mn:0.01-0.03％，P:≤0.04，S：≤0.015％，Ti:≤0.02％，余量为Fe。前述的高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺中，所述球化剂中各组成成分的质量分数分别为Mg：5.6-6.2％，AL≤0.8％，Si：0.44-0.48％，Ca:2.85-3.35％，La:0.4-0.6％，余量为Fe。前述的高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺中，所述组织改良剂中各组成成分的质量分数分别为SiC＞95％，Al203＜1.5％，C＜3％，其余为Si和SiO2。前述的高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺中，所述步骤①中的组织改良剂的颗粒粒度为3-8mm，所述步骤②中组织改良剂的颗粒粒度为0.1-0.5mm。前述的高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺中，所述孕育剂是硅钙钡孕育剂，其各组成成分的质量分数分别为Si:＞65％，Ca:1.5-2.5％，Ba：1.0-2.0％，余量为Fe。前述的高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺中，在所述步骤②中，所述球化剂的加入量为原铁水重量的1.0％；所述孕育剂的加入量为原铁水重量的0.25％；所述矽钢片的加入量为原铁水重量的0.5％；所述组织改良剂的加入量为原铁水重量的0.05％。前述的高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺中，所述原铁水中各组成成分的质量分数分别为C：3.9-4.0％，Si:1.8-1.9％，Mn:0.45-0.5％，P:≤0.05，S≤0.02％，Cu:0.35-0.4％，Sn:0.03-0.035％，余量为Fe。前述的高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺中，所述终铁水中各组成成分的质量分数分别为C：3.75-3.9％，Si:2.35-2.50％，Mn:0.45-0.5％，P:≤0.05，S≤0.15％，Cu:0.35-0.4％，Sn:0.03-0.035％，Mg:0.03-0.05％，余量为Fe。与现有技术相比，本专利技术在加料时将生铁最后加入，防止铁水中结晶形核的烧损，提高铁水质量，在熔炼过程中和球化处理过程中分别加入组织改良剂，促进球化时石墨析出更多更细小更圆整，从而提高延伸率；还将原铁水的硅含量控制了较高(1.8-1.9％)，能进一步提高延伸率，延伸率能达到10％-13％。还将合金元素加入量进行有效控制以获得较高的强度(抗拉强度可达645Mpa，屈服强度可达402Mpa)。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的说明，但并不作为对本专利技术限制的依据。实施例。一种高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺，按下述步骤进行：①在电炉中加入18-22份废钢熔炼，再加入58-62份回炉料，最后同时加入0.5份的组织改良剂和18-22份生铁进行熔炼，形成原铁水；②将球化剂加入到球化包的球化室内，再将孕育剂覆盖在球化剂上，然后将矽钢片覆盖在孕育剂上，最后将组织改良剂加入球化包内；③将电炉中温度控制在1460-1480℃的原铁水倒入球化包中反应后形成终铁水；④将终铁水浇入铸型，冷却后得到球铁铸件。所述的原铁水到球化包中时，原铁水不可直接冲到球化剂上，同时测量球化爆发时间，55秒到100秒钟之间说明球化反应合格。比较好的是，所述废钢中各组成成分的质量分数分别为Mn≤0.4％，S≤0.02％，P≤0.04％，余量为Fe。所述生铁(高纯生铁)中各组成成分的质量分数分别为C：4.1-4.3％，Si:0.1-0.3％，Mn:0.01-0.03％，P:≤0.04，S：≤0.015％，Ti:≤0.02％，余量为Fe。所述球化剂中各组成成分的质量分数分别为Mg：5.6-6.2％，AL≤0.8％，Si：0.44-0.48％，Ca:2.85-3.35％，La:0.4-0.6％，余量为Fe。所述组织改良剂(也称碳化硅)中各组成成分的质量分数分别为SiC＞95％，Al203＜1.5％，C＜3％，其余为Si和SiO2。所述步骤①中的组织改良剂的颗粒粒度为3-8mm，所述步骤②中组织改良剂的颗粒粒度为0.1-0.5mm。所述孕育剂是硅钙钡孕育剂，其各组成成分的质量分数分别为Si:＞65％，Ca:1.5-2.5％，Ba：1.0-2.0％，余量为Fe。在所述步骤②中，所述球化剂的加入量为原铁水重量的1.0％；所述孕育剂的加入量为原铁水重量的0.25％；所述矽钢片的加入量为原铁水重量的0.5％；所述组织改良剂的加入量为原铁水重量的0.05％。所述原铁水中各组成成分的质量分数分别为C：3.9-4.0％，Si:1.8-1.9％，Mn:0.45-0.5％，P:≤0.05，S≤0.02％，Cu:0.35-0.4％，Sn:0.03-0.035％，余量为Fe。所述终铁水中各组成成分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺，其特征在于，按下述步骤进行：①在电炉中加入18‑22份废钢熔炼，再加入58‑62份回炉料，最后同时加入0.5份的组织改良剂和18‑22份生铁进行熔炼，形成原铁水；②将球化剂加入到球化包的球化室内，再将孕育剂覆盖在球化剂上，然后将矽钢片覆盖在孕育剂上，最后将组织改良剂加入球化包内；③将电炉中温度控制在1460‑1480℃的原铁水倒入球化包中反应后形成终铁水；④将终铁水浇入铸型，冷却后得到球铁铸件。

【技术特征摘要】
1.一种高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺，其特征在于，按下述步骤进行：①在电炉中加入18-22份废钢熔炼，再加入58-62份回炉料，最后同时加入0.5份的组织改良剂和18-22份生铁进行熔炼，形成原铁水；所述废钢中各组成成分的质量分数分别为Mn≤0.4％，S≤0.02％，P≤0.04％，余量为Fe；所述生铁中各组成成分的质量分数分别为C：4.1-4.3％，Si:0.1-0.3％，Mn:0.01-0.03％，P:≤0.04，S：≤0.015％，Ti:≤0.02％，余量为Fe；所述组织改良剂中各组成成分的质量分数分别为SiC＞95％，Al203＜1.5％，C＜3％，其余为Si和SiO2；②将球化剂加入到球化包的球化室内，再将孕育剂覆盖在球化剂上，然后将矽钢片覆盖在孕育剂上，最后将组织改良剂加入球化包内；③将电炉中温度控制在1460-1480℃的原铁水倒入球化包中反应后形成终铁水；④将终铁水浇入铸型，冷却后得到球铁铸件。2.根据权利要求1所述的高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺，其特征在于：所述球化剂中各组成成分的质量分数分别为Mg：5.6-6.2％，AL≤0.8％，Si：0.44-0.48％，Ca:2.85-3.35％，La:0.4-0.6％，余量为Fe。3.根据权利要求1所述的高强度高延伸率球铁铸件的生产工艺，其特征在于：所述步骤①中的组织改...

【专利技术属性】
技术研发人员：章桂林，谢丽华，
申请(专利权)人：江苏力源金河铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32