一种铸铁件材质及其生产工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种铸铁件材质，包括质量份数60-80份的回炉料、20-30份的废钢、10-30份的生铁；所述铸铁件材质的质量成分包括：C：2.9-3.2%，Si：3.5-4.2%，Mn≤0.15%，P≤0.025%，S≤0.015%，Ti≤0.025%，其它杂质总含量≤0.02-0.05%，余量为Fe；本发明专利技术采用高纯生铁、废钢和回炉料为原料，更好的控制了炉料中微量元素的总含量，微量元素含量总和的降低避免了凝固时的各种干扰，Mn含量的降低，Ti含量的大幅降低，且加工球化剂使得本发明专利技术中球化率达到二级以上，通过Si的充分固化，减少了珠光体的产生，使得铁素体的含量达到93%左右，而且由于加入了硅的固化使得其强度达到580MPa-650MPa，延伸率达到21%-25%，表面硬度达到180-200HB，保证高的延伸率和低的表面硬度，使得铸件不仅硬度分布均匀，而且便于加工。

【技术实现步骤摘要】
一种铸铁件材质及其生产工艺
本专利技术涉及金属冶炼
，具体涉及一种铸铁件材质及其生产工艺。
技术介绍
球墨铸铁通过球化和孕育处理、石墨形态呈球状的铸铁，其有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度，按照形态不同，球墨铸铁中的包含：一、铁素体具有体心立方晶格，是碳溶于α-Fe中的间隙固溶体称为铁素体，即α-Fe和以它为基础的固溶体，以符号F表示；二、珠光体，是奥氏体发生共析转变所形成的铁素体与渗碳体的共析体。其形态为铁素体薄层和渗碳体薄层交替重叠的层状复相物，也称片装珠光体。用符号P表示，含碳量为ωc＝0.77％。其力学性能介于铁素体与渗碳体之间，决定于珠光体片层间距，即一层铁素体与一层渗碳体厚度和的平均值；三、渗碳体，铁与碳形成的金属化合物，其化学式为Fe3C，渗碳体的含碳量为ωc＝6.69％，熔点为1227℃。其晶格为复杂的正交晶格，硬度很高HBW＝800，塑性、韧性几乎为零，脆性很大。在铁碳合金中有不同形态的渗碳体，其数量、形态与分布对铁碳合金的性能有直接影响，现在的球墨铸铁是按照Fe-C-Si三元合金系统相图稳定凝固时，约2-3%的w(Si)促进尽石墨的析出，球铁的金相组织表现有铁素体和珠光体两种基本类型，同时球铁的力学性能表现为1、全铁素体以至于材料低强度和高延伸率；抗拉强度180—280MPa；延伸率30-50%；硬度50—80HB；2、铁素体和珠光体的中间态，以至于有适宜的强度和延伸率；3、全珠光体以至于高强度和低的延伸率，珠光体的性能表现为：抗拉强度770MPa；硬度210HB以上，延伸率=20%-35%，而现在的工艺技术要获得约700Mpa的机械强度需要金相获得较高比例的珠光体含量甚至是全珠光体，但延伸率大大下降，同时硬度增加，给后续机械加工带来困难和成本上升，而且再进行浇注时也会由于偏析的原因造成铸件硬度分布不均匀，使得铸件在后期加工的过程中带来很大的麻烦，但由于铸件设计时往往对强度与硬度均提出了要求，因此不能降低材料的特性来使其便于加工，而现今尚无即便于加工又便于成产且成本低廉的铸铁材质，在CN104419862A中公开了一种铁素体球墨铸铁及其生产方法，属于金属冶炼
该铸铁具有特性：抗拉强度600MPa-700MPa，延伸率15%-20%，硬度150HB-210HB。其生产方法包括配料、熔炼、孕育、固溶强化等。其虽然获得了较易的加工的性能，但工艺复杂，且其CE为4.7-5.3%过高，易造成石墨漂浮严重影响了浇注产品的质量，在CN103866176A中公开了的高强度铁素体球墨铸铁，各组分的重量百分比为（wt%）：碳：3.64-3.78；硅：2.61-2.68；锰：小于0.25；硫：小于0.018；磷：小于0.04；镁：0.03-0.05；稀土：0.03-0.05%；其它不可避免的杂质：小于0.1；余量为铁；该专利技术成本过高，在性能相同的情况下增大了产品的成本，因此需要一种不仅成本低性能可靠而且工艺简单的铸件材质制备工艺。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种铸铁件材质及其生产工艺，不仅工艺简单、操作简便且能够最大限度的利用回炉料，降低铸铁件的制作成本。为达到上述目的，所采用的技术方案是：一种铸铁件材质，包括质量份数60-80份的回炉料、20-30份的废钢、10-30份的生铁；所述铸铁件材质的质量成分包括：C：2.9-3.2%，Si：3.5-4.2%，Mn≤0.15%，P≤0.025%，S≤0.015%，Ti≤0.025%，其它杂质总含量≤0.02-0.05%，余量为Fe。一种铸铁件材质，包括质量份数70-80份的回炉料、25-30份的废钢、20-30份的生铁；所述铸铁件材质的质量成分包括：C：3-3.1%，Si：3.6-4.0%，Mn≤0.15%，P≤0.025%，S≤0.015%，Ti≤0.025%，其它杂质总含量≤0.02-0.05%，余量为Fe。所述铸铁件材质的成品铸件中珠光体与铁素体分别占5-9%与91-95%。所述铸铁件材质的成品铸件中珠光体与铁素体分别占5-6%与94-95%。一种铸铁件材质，包括质量份数40-50份的回炉料、10-40份的废钢、35-70份的生铁、1-3份的硼；所述铸铁件材质的质量成分包括：C：2.9-3.2%，Si：3.5-4.2%，B：0.01-0.015%，Mn≤0.15%，P≤0.025%，S≤0.015%，Ti≤0.025%，其它杂质总含量≤0.02-0.05%，余量为Fe。一种铸铁件材质，包括质量份数45-50份的回炉料、10-20份的废钢、35-40份的生铁、1-2份的硼；所述铸铁件材质的质量成分包括：C：2.9-3.0%，Si：3.5-3.7%，B：0.012-0.015%，Mn≤0.15%，P≤0.025%，S≤0.015%，Ti≤0.025%，其它杂质总含量≤0.02-0.05%，余量为Fe。一种铸铁件材质的生产工艺，包括以下步骤：（a）炉料选配：采用高纯生铁、低Mn低P低S废钢和回炉料为炉料；并按照生铁、回炉料和废钢依次加入熔炼炉中。（b）熔炼：采用中频感应电炉熔炼得原铁水，出炉温度1540-1560℃；（c）选用的ZFCR-6做球化剂，加入量0.9-1.1%，选用75Si-Fe与Si-Ba做底硅孕育剂，加入量0.6-0.8%与0.2-0.4%，在出炉温度下球化、孕育，得球化后的铁水；（d）浇注随流孕育：选用钡硅做孕育剂,加入量0.07-0.09%；（e）检测强化：采用钢水取样器取出铁水，并通过在线超声波检测仪检测球化率在二级以上。（f）强化0.5-1.5小时后开箱。所述（a）中依次加入生铁、回炉料、废钢和硼。所述（c）中将球化剂和底硅孕育剂设置在高纯生铁盒中。本专利技术采用高纯生铁、废钢和回炉料为原料，更好的控制了炉料中微量元素的总含量，微量元素含量总和的降低避免了凝固时的各种干扰，Mn含量的降低，Ti含量的大幅降低，且加工球化剂使得本专利技术中球化率达到二级以上，即90%以上，通过Si的充分固化，减少了珠光体的产生，使得铁素体的含量达到93%左右，而且由于加入了硅的固化使得其强度达到580MPa-650MPa，延伸率达到21%-25%，表面硬度达到180-200HB，保证高的延伸率和低的表面硬度，使得铸件不仅硬度分布均匀，而且便于加工。另外，本专利技术中的C含量2.9-3.2%和硅3.5-4.2%且可不添加其他化学元素，不仅降低了石墨成核过程中微量元素的干扰，且降低了熔炼的成本；使得其中形成的C晶体成为连接铁素体的桥梁，而形成少量的珠光体与形成的石墨晶体均匀分散在铁素体周围，增大了铁素体之间的强度与硬度，而碳硅的结合使得原本石墨晶体键由碳-碳变为碳-硅或其混合体，使得晶体结构更加稳定，且由于对碳与硅含量的控制使得其不会由于硅含量过高导致石墨晶体过硬产生偏向渗碳体的特性，也不会由于碳当量过高造成石墨漂浮的现象。另外，本专利技术也可在其中加入微量的硼元素，用来调整铸铁中石墨晶体的结构，使得B元素能够均匀的分散在石墨晶体处，不仅能够提高球墨铸铁的耐磨性，但却使其便于加工，使其具备一个临界状态，克服了传统铸造技术中获得铁素体组织时强度、延伸率、表面硬度、耐磨性不能兼顾的传本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸铁件材质，包括质量份数60‑80份的回炉料、20‑30份的废钢、10‑30份的生铁；其特征在于：所述铸铁件材质的质量成分包括：C：2.9‑3.2%，Si：3.5‑4.2%，Mn≤0.15%，P≤0.025%，S≤0.015%，Ti≤0.025%，其它杂质总含量≤0.02‑0.05%，余量为Fe。

【技术特征摘要】
1.一种铸铁件材质，包括质量份数60-80份的回炉料、20-30份的废钢、10-30份的生铁；其特征在于：所述铸铁件材质的质量成分包括：C：2.9-3.2%，Si：3.5-4.2%，Mn≤0.15%，P≤0.025%，S≤0.015%，Ti≤0.025%，其它杂质总含量≤0.05%，余量为Fe；所述铸铁件材质的成品铸件中珠光体与铁素体分别占5-9%与91-95%；所述铸铁件材质的生产工艺，包括以下步骤：（a）炉料选配：采用高纯生铁、低Mn低P低S废钢和回炉料为炉料；并按照生铁、回炉料和废钢依次加入熔炼炉中；（b）熔炼：采用中频感应电炉熔炼得原铁水，出炉温度1540-1560℃；（c）选用的ZFCR-6做球化剂，加入量0.9-1.1%，选用75Si-Fe与Si-Ba做底硅孕育剂，加入量0.6-0.8%与0.2-0.4%，在出炉温度下球化、孕育，得球化后的铁水；（d）浇注随流孕育：选用钡硅做孕育剂,加入量0.07-0.09%；（e）检测强化：采用钢水取样器取出铁水，并通过在线超声波检测仪检测球化率在二级以上；（f）强化0.5-1.5小时后开箱。2.如权利要求1所述的铸铁件材质，其特征在于：包括质量份数70-80份的回炉料、25-30份的废钢、20-30份的生铁；所述铸铁件材质的质量成分包括：C：3-3.1%，Si：3.6-4.0%，Mn≤0.15%，P≤0.025%，S≤0.015%，Ti≤0.025%，其它杂质总含量≤0.05%，余量为Fe。3.如权利要求1所述的铸铁件材质，其特征在于：所述铸铁件材质的成品铸件中珠光体与铁素体分别占5-6%与94-95%...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄铁群，万国敏，王新会，李国合，马武军，
申请(专利权)人：河南省西峡汽车水泵股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41