本发明专利技术公开了一种高性能的球墨铸铁，包括以下重量百分比的组分：3.0％～3.3％的C；3.6％～4.0％的Si；S<0.02％；P<0.03％；Mn<0.3％；0.02％～0.04％的Mg；0.01％～0.025％的RE；0.2％～0.3％的Mo；0.12％～0.15％的Ni；0.003％～0.010％的Ca，0.005％～0.010％的Ba，且0.010％≤Ca+Ba≤0.020％，Bi≤0.003％；余量为Fe以及不可避免的杂质，具有较高的强度和韧性，能够适用于大型或超大型工程设备的零部件需要。本发明专利技术还公开了一种上述球墨铸铁的制备方法。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种高性能的球墨铸铁，包括以下重量百分比的组分：3.0％～3.3％的C；3.6％～4.0％的Si；S<0.02％；P<0.03％；Mn<0.3％；0.02％～0.04％的Mg；0.01％～0.025％的RE；0.2％～0.3％的Mo；0.12％～0.15％的Ni；0.003％～0.010％的Ca，0.005％～0.010％的Ba，且0.010％≤Ca+Ba≤0.020％，Bi≤0.003％；余量为Fe以及不可避免的杂质，具有较高的强度和韧性，能够适用于大型或超大型工程设备的零部件需要。本专利技术还公开了一种上述球墨铸铁的制备方法。【专利说明】
本专利技术涉及球墨铸铁
，尤其是涉及。
技术介绍
球墨铸铁是20世纪五十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，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。所谓“以铁代钢”，主要指球墨铸铁。球墨铸铁是通过球化处理和孕育处理得到球状石墨，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。铸铁是含碳量大于2.11%的铁碳合金，由工业生铁、废钢等钢铁及其合金材料经过高温熔融和铸造成型而得到，铸铁中的碳以石墨形态析出，若析出的石墨呈条片状时的铸铁叫灰口铸铁或灰铸铁、呈蠕虫状时的铸铁叫蠕墨铸铁、呈团絮状时的铸铁叫白口铸铁或码铁、而呈球状时的铸铁就叫球墨铸铁。目前，现有球墨铸铁的综合力学性能不太理想，尤其是强度与耐磨性随着科技进步，越来越不能满足实际工程需要，且球墨铸铁的铸造成型工艺也影响了球墨铸铁件的力学性能。因此，如何提供一种具有高性能，尤其是高强度高韧性的球墨铸铁是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高性能的球墨铸铁，该球墨铸铁具有较高的强度和较高的韧性，且能够适用于大型或超大型起重设备、旋挖钻以及卷扬减速机的零部件需要。本专利技术的另一目是提供一种上述球墨铸铁的制备方法。为解决上述的技术问题，本专利技术提供的技术方案为: 一种高性能的球墨铸铁，包括以下重量百分比的组分:3.0%?3.3%的C;3.6%?4.0%的51;5〈0.02% ；Ρ<0.03% ;Μη〈0.3% ;0.02%?0.04%的Mg;0.01 %?0.025%的RE;0.2%?0.3%的Mo ;0.12%?0.15%的Ni ;0.003%?0.010%的Ca，0.005%?0.010% 的Ba，且0.010% <Ca+Ba < 0.020%,Bi < 0.003% ;余量为Fe以及不可避免的杂质。优选的，所述Mo的重量百分比为0.22%?0.28 %。优选的，所述Ni的重量百分比为0.125%?0.145%。优选的，所用球墨铸铁的抗拉强度ob > 540MPa，屈服强度ο。』> 400MPa，延伸率δ >14%。本专利技术提供了一种高性能的球墨铸铁，在成分配比上;通过增加Si含量，重量百分比达到了3.6%?4.0%，促进石墨化，细化铁素体，同时Si在铁基体中起到了固溶强化效果，实现了较高的强度;通过增加Mo细化了铁素体，强化了基体，改善提高了强度、硬度、韧性等综合性能;通过增加Ni强化铁素体，细化石墨，增加石墨球数量，提高球化效果，强化基体，消除了由于Si含量的增加所带来的硅脆性影响，提高了基体的韧性。本配比成分使球墨铸铁中石墨球的数量、大小、形态和分布，获得95%以上的铁素体基体和细小、均匀、弥散分布的大量球状石墨的铸态组织。本专利技术工艺方法简单，原料和生产成本较低，易于推广应用。本专利技术还提供上述的球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤:I)制取目标球墨铸铁件的模样:当所述球墨铸铁件包括内径小于等于3cm且长度大于等于1cm的空心腔结构时，所述球墨铸铁件模样包括第一模样与第二模样，所述第一模样与所述第二模样的粘结拼接面重合于所述球墨铸铁件中的空心腔结构与其余非空心腔部位的分界面；将无规共聚聚丙烯塑料通过注塑成型方法制取所述第二模样；将无规共聚聚丙烯塑料通过注塑成型方法制取所述第一模样，然后将所述第一模样的除了与所述第二模样拼接的端面之外的表面浸渍涂料，然后撒砂，然后烧结，在烧结的过程中所述第一模样气化失模，得到所述第一模样的型壳，所述型壳的用于与所述第二模样拼接的开口为用于使得铁水流入的开口 ；将无规共聚聚丙烯塑料通过注塑成型方法制取浇道系统模样；取一个无规共聚聚丙烯塑料件，将所述第二模样的与所述第一模样拼接的端面通过粘结连接与所述无规共聚聚丙烯塑料件的一个端面连接，将所述无规共聚聚丙烯塑料件的另一个端面插入所述型壳的开口中以将所述第二模样与所述型壳无缝隙拼接成一体件用于铸造目标球墨铸铁件；将所述第二模样与所述浇道系统模样通过粘结连接成一体，所述浇道系统模样粘结在所述第二模样的底面上，得到包括所述第二模样、型壳以及浇道系统模样的模样一体件；2)取一个第一箱体，将步骤I)中的模样一体件以立式放置于所述第一箱体内；然后在所述模样一体件的外围以环绕所述模样一体件的方式从上到下铺设多个冷却盘管，每个冷却盘管具有各自独立的进口与出口，通过控制多个冷却盘管与所述模样一体件外壁的间距大小控制铁水的凝固过程；然后设置上升液管，所述上升液管穿过且固定在所述第一箱体的下箱底上，所述浇道系统模样的自由端下端面与所述上升液管的上端开口对接，且所述浇道系统模样的自由端下端面完全遮盖所述上升液管的上端开口，密封所述上升液管与所述第一箱体下箱底的连接处；然后设置真空抽吸管，所述真空抽吸管穿过且固定在所述第一箱体的侧箱壁上，所述真空抽吸管的一端与所述模样一体件间隔一定距离，所述真空抽吸管的另一端露在所述第一箱体的外面且与真空系统连通，密封所述真空抽吸管与所述第一箱体侧箱壁的连接处；然后向所述第一箱体内填砂，然后压实，得到砂型；然后密封整个所述第一箱体；3)冶炼铁水，然后将铁水依次经过球化处理、一次孕育处理以及二次孕育处理，得到上述任意一项所述的铁水，然后将铁水用开口容器盛装；4)将步骤3)中的开口容器放置在一个密闭的第二箱体内，且使得所述上升液管的下端穿过所述第二箱体的顶箱盖浸入所述开口容器中的铁水中，密封所述上升液管与所述第二箱体的连接处；5)向所述第二箱体内吹送带压气体，同时，开启真空系统制取真空，开口容器内的铁水在带压气体的压力以及真空的抽吸力的作用下，沿上升液管流动进入砂型的型腔中，铁水从下往上充型，先把浇道系统模样与第二模样气化，然后进入型壳中的空心腔中，直至开口容器内的液面不再下降表明铁水注满整个砂型型腔，气化后的气体通过真空抽吸管被真空系统抽走，然后保持吹送气体与抽真空，直至砂型型腔内的铁水凝固；当开口容器内的液面不再下降后，从上到下依次向每个冷却盘管中供给冷却介质以对球墨铸铁件进行冷却凝固以及实现从上到下的顺序凝固，同时，向砂型型腔中的铁水施加电磁搅拌；6)当最下方的冷却盘管的进口处与出口处的冷却介质的温差小于30C后，停止吹送带压气体以及抽真空，然后将所述上升液管从所述第二箱体中抽出，然后拆开所述第一箱体，然后破除砂型，敲掉所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种高性能的球墨铸铁，其特征在于，包括以下重量百分比的组分：3.0％～3.3％的C；3.6％～4.0％的Si；S<0.02％；P<0.03％；Mn<0.3％；0.02％～0.04％的Mg；0.01％～0.025％的RE；0.2％～0.3％的Mo；0.12％～0.15％的Ni；0.003％～0.010％的Ca，0.005％～0.010％的Ba，且0.010％≤Ca+Ba≤0.020％，Bi≤0.003％；余量为Fe以及不可避免的杂质。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宪民，刘明亮，刘庆坤，周长猛，巩传海，张永，牛向明，
申请(专利权)人：山东汇丰铸造科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37
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