铸态高强度球墨铸铁及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种如上述的铸态高强度球墨铸铁及其制备方法，包括：1)将废钢、回炉料在1050‑1150℃下进行预热；2)将预热后的原料在1500‑1550℃下熔融以制得铁水；3)将稀土球化剂、孕育剂加入至铁水中并搅拌以制得孕育铁水；4)将随流孕育剂加入至孕育铁水中并浇铸以制得铸态高强度球墨铸铁；其中，稀土球化剂含有稀土元素、镁、钙、钡、硅、铁以及杂质元素；孕育剂含有硅、铝、钡、碳以及杂质元素；随流孕育剂含有硅、铝、铋、碳以及杂质元素。通过该方法制得的球墨铸铁具有硬度、拉伸强度和抗冲击性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及球墨铸铁，具体地，涉及铸态高强度球墨铸铁及其制备方法。
技术介绍
球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到的球状石墨，其有效地提高了铸铁的机械性，特别是塑性和韧性，从而得到了比碳钢还优异的机械强度。球墨铸铁是20世纪50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，从而使得其成功地用于铸造受力复杂、强度、韧性、耐磨性能要求高的铸件。目前，本领域使用量最大的球墨铸铁为符合国际通标准ENGJS/UNE-EN1563的牌号700-2的球墨铸铁，但是该球墨铸铁的强度往往难以实际需求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种铸态高强度球墨铸铁及其制备方法，通过该方法制得的球墨铸铁具有硬度、拉伸强度和抗冲击性。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种铸态高强度球墨铸铁，含有C、Si、S、P、Mn、Cu、Sn、Mg、Cr、B、Ni、Fe以及杂质元素；其中，以铸态高强度球墨铸铁的总重量为基准，C的含量为3.60-3.70重量％，Si的含量为2.15-2.35重量％，S的含量不大于0.015重量％，P的含量不大于0.025重量％，Mn的含量为0.35-0.45重量％，Cu的含量为1.30-1.50重量％，Sn的含量为0.020-0.030重量％，Mg的含量为0.035-0.045重量％，Cr的含量不大于0.025重量％，B的含量不大于0.0008重量％，Ni的含量不大于0.025重量％，余量为Fe以及杂质元素。本专利技术还提供了一种如上述的铸态高强度球墨铸铁的制备方法，包括：1)将废钢、回炉料在1050-1150℃下进行预热；2)将预热后的原料在1500-1550℃下熔融以制得铁水；3)将稀土球化剂、孕育剂加入至铁水中并搅拌以制得孕育铁水；4)将随流孕育剂加入至孕育铁水中并浇铸以制得铸态高强度球墨铸铁；其中，稀土球化剂含有稀土元素、镁、钙、钡、硅、铁以及杂质元素；孕育剂含有硅、铝、钡、碳以及杂质元素；随流孕育剂含有硅、铝、铋、碳以及杂质元素。通过上述技术方案，本专利技术通过上述的制备方法中各个步骤之间的协同作用，使得制得的球墨铸铁具有硬度、拉伸强度和抗冲击性。本专利技术的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明附图是用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本专利技术，但并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是检测例3中A1的球化率的检测结果图；图2是检测例3中A1的铁素体的检测结果图；图3是检测例4中RT强度的检测结果图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种铸态高强度球墨铸铁，含有C、Si、S、P、Mn、Cu、Sn、Mg、Cr、B、Ni、Fe以及杂质元素；其中，以铸态高强度球墨铸铁的总重量为基准，C的含量为3.60-3.70重量％，Si的含量为2.15-2.35重量％，S的含量不大于0.015重量％，P的含量不大于0.025重量％，Mn的含量为0.35-0.45重量％，Cu的含量为1.30-1.50重量％，Sn的含量为0.020-0.030重量％，Mg的含量为0.035-0.045重量％，Cr的含量不大于0.025重量％，B的含量不大于0.0008重量％，Ni的含量不大于0.025重量％，余量为Fe以及杂质元素。在上述球墨铸铁中，为了进一步提高球墨铸铁的硬度、拉伸强度和抗冲击性，优选地，在铸态高强度球墨铸铁中，球化率≥90％，石墨球数大于200个/mm2，铁素体的含量≤1％，自由渗碳体的含量为0。本专利技术还提供了一种如上述的铸态高强度球墨铸铁的制备方法，包括：1)将废钢、回炉料在1050-1150℃下进行预热；2)将预热后的原料在1500-1550℃下熔融以制得铁水；3)将稀土球化剂、孕育剂加入至铁水中并搅拌以制得孕育铁水；4)将随流孕育剂加入至孕育铁水中并浇铸以制得铸态高强度球墨铸铁；其中，稀土球化剂含有稀土元素、镁、钙、钡、硅、铁以及杂质元素；孕育剂含有硅、铝、钡、碳以及杂质元素；随流孕育剂含有硅、铝、铋、碳以及杂质元素。在上述制备方法中，稀土球化剂、孕育剂以及随流孕育剂的具体组分可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的球墨铸铁的硬度、拉伸强度和抗冲击性，优选地，以稀土球化剂的总重量为基准，稀土元素的含量为0.5-3重量％，镁的含量为5-10重量％，钙的含量为1-4重量％，钡的含量为1-4重量％，硅的含量为40-48重量％，余量为铁以及杂质元素；以孕育剂的总重量为基准，硅的含量为70-80重量％，铝的含量为0.5-1.5重量％，钡的含量为2.2-2.8重量％，余量为碳以及杂质元素；以随流孕育剂的总重量为基准，硅的含量为70-80重量％，铝的含量为0.5-1.5重量％，铋的含量为3.2-3.8重量％，余量为碳以及杂质元素。在上述制备方法中，稀土元素的具体种类可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的球墨铸铁的硬度、拉伸强度和抗冲击性，优选地，稀土元素选自镧、铈和钇中的一种或多种。在上述制备方法中，原料的用量可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的球墨铸铁的硬度、拉伸强度和抗冲击性，优选地，在步骤1)中，相对于100重量份的废钢，回炉料的用量为75-85重量份；在步骤3)中，相对于100重量份的铁水，稀土球化剂的用量为0.5-1.5重量份，孕育剂的用量为0.1-0.15重量份；在步骤4)中，相对于100重量份的孕育铁水，随流孕育剂的用量为0.12-0.18重量份。在上述制备方法中，预热和熔融时间可以在宽的范围内选择，但是为了进一步提高制得的球墨铸铁的硬度、拉伸强度和抗冲击性，优选地，在步骤1)中，预热的时间为0.2-0.4h；在步骤2)中，熔融的时间为0.5-1h。在上述内容的基础上，为了通过控制冷却时间细化晶粒，减少石墨球的尺寸，增加珠光体的含量，并减少珠光体的片间距，从而提高铸件的强度，优选地，在步骤4)之后，制备方法还包括冷却，冷却的时间低于75min。以下将通过实施例对本专利技术进行详细描述。实施例11)将废钢、回炉料按照100：80的重量比混合后在1100℃下进行预热0.3h；2)将预热后的原料在1530℃下熔融1h以制得铁水；3)将稀土球化剂(含有2重量％的镧、8重量％的镁、3重本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铸态高强度球墨铸铁，其特征在于，含有C、Si、S、P、Mn、Cu、Sn、Mg、Cr、B、Ni、Fe以及杂质元素；其中，以所述铸态高强度球墨铸铁的总重量为基准，所述C的含量为3.60‑3.70重量％，所述Si的含量为2.15‑2.35重量％，所述S的含量不大于0.015重量％，所述P的含量不大于0.025重量％，所述Mn的含量为0.35‑0.45重量％，所述Cu的含量为1.30‑1.50重量％，所述Sn的含量为0.020‑0.030重量％，所述Mg的含量为0.035‑0.045重量％，所述Cr的含量不大于0.025重量％，所述B的含量不大于0.0008重量％，所述Ni的含量不大于0.025重量％，余量为所述Fe以及杂质元素。

【技术特征摘要】
1.一种铸态高强度球墨铸铁，其特征在于，含有C、Si、S、P、Mn、
Cu、Sn、Mg、Cr、B、Ni、Fe以及杂质元素；其中，以所述铸态高强度球
墨铸铁的总重量为基准，所述C的含量为3.60-3.70重量％，所述Si的含量
为2.15-2.35重量％，所述S的含量不大于0.015重量％，所述P的含量不大
于0.025重量％，所述Mn的含量为0.35-0.45重量％，所述Cu的含量为
1.30-1.50重量％，所述Sn的含量为0.020-0.030重量％，所述Mg的含量为
0.035-0.045重量％，所述Cr的含量不大于0.025重量％，所述B的含量不大
于0.0008重量％，所述Ni的含量不大于0.025重量％，余量为所述Fe以及
杂质元素。
2.根据权利要求1所述的铸态高强度球墨铸铁，其中，在铸态高强度
球墨铸铁中，球化率≥90％，石墨球数大于200个/mm2，铁素体的含量≤1％，
自由渗碳体的含量为0。
3.一种如权利要求1或2所述的铸态高强度球墨铸铁的制备方法，其
特征在于，包括：
1)将废钢、回炉料在1050-1150℃下进行预热；
2)将预热后的原料在1500-1550℃下熔融以制得铁水；
3)将稀土球化剂、孕育剂加入至所述铁水中并搅拌以制得孕育铁水；
4)将随流孕育剂加入至所述孕育铁水中并浇铸以制得所述铸态高强度
球墨铸铁；
其中，所述稀土球化剂含有稀土元素、镁、钙、钡、硅、铁以及杂质元
素；所述孕育剂含有硅、铝、钡、碳以及杂质元素；所述随流孕育剂含有硅、
铝、铋、碳以及杂质元...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘同顺，唐加阁，汪俊华，郑浩，
申请(专利权)人：银峰铸造芜湖有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34