一种等温淬火铸造列车配件的方法技术

本发明专利技术公开了一种等温淬火铸造列车配件的方法，其包括熔炼、球化处理、二次孕育、浇注、清理打磨、奥氏体化过程处理和等温淬火六个步骤。所述等温淬火包括取出处理后的产品，在5s内转移至300℃的硝酸钾和硝酸钠的混合盐浴中，等温淬火温度为300℃，时间2h，然后取出空炉冷却至室温，再放入清水中漂洗去盐渍，即制得下贝氏体‑残存奥氏体球墨铸铁。本发明专利技术提供的等温淬火铸造列车配件的方法，对推广QTD 1200‑3材料的应用有积极意义，能稳定提供抗拉强度达1200MPa以上,延伸率达3％以上，硬度370～420HB之间的高强度的球墨铸铁件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术特别涉及一种等温淬火铸造列车配件的方法，属于机械铸造领域。
技术介绍
等温淬火(ADI)球墨铸铁件，因基体为奥氏体加贝氏体，强度高，塑性好，耐疲劳，正在高强度要求的承载构件方面，取代锻钢件，成本降低20％以上。虽然等温淬火在上世纪七十年代，就进入商业化应用，且每年10％以上规模增长，但我国现有生产质量不稳定性阻碍了该类产品的广泛应用。4级等温淬火(ADI)列车配件，材料牌号为QTD1200-3，抗拉强度为≥1200MPa，屈服强度≥850MPa，延伸率≥3％。其产品能稳定生产，首要条件是铸件本体的质量，铸件要求金相达2级以上，疏松控制在1级以内，石墨球数≥150个/mm2，无气孔、夹渣等缺陷。其次，是严格的等温淬火热处理过程。因此如何通过等温淬火制造列车配件成为人们研究的热点。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种等温淬火铸造列车配件的方法。为实现前述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案包括：一种等温淬火铸造列车配件的方法,其包括以下步骤：(1)熔炼：将原材料熔炼,熔炼期间加入辅助材料，待原材料完全熔炼成铁水后除渣，并将铁水中的成份按质量百分比调整为：C 3.65～3.75％，Si 1.3～1.5％，Mn 0.20～0.35％，然后进行出炉，所述铁水的出炉温度控制在1500～1520℃；(2)球化处理：向球化包内依次加入球化剂、孕育剂和覆盖剂，之后向球化包内注入铁水进行孕育处理；(3)二次孕育、浇注：在步骤(2)处理后的铁水表面添加覆盖剂，在将铁水倒入浇注机内浇注时除去铁水表面的浮渣，且在浇注的同时加入孕育剂；对浇注后的铁水取样，所述铁水中含有如下如下质量百分比的组分：C 3.65～3.75％，Si 2.3～2.5％，Mn 0.20～0.35％，P≤0.035％，S≤0.02％，Mg 0.035～0.045％，且对浇注后的铸件实物金相分析，达到球化级别2级以上要求；(4)清理打磨：清除步骤(3)处理后的铸件浇冒口，再经抛丸清理、打磨后，进行产品检验，除去不合格的产品；(5)奥氏体化过程处理：将检验后合格的产品进行奥氏体化过程处理，处理条件为炉中升温50～100℃/h，奥氏体化温度控制在900～920℃，保温2小时；(6)等温淬火：取出步骤(5)处理后的产品，在5s内转移至300℃的硝酸钾和硝酸钠的混合盐浴中，等温淬火温度为300℃，时间2h，然后取出空炉冷却至室温，再放入清水中漂洗去盐渍，即制得下贝氏体-残存奥氏体球墨铸铁。在一些实施方案之中，所述原材料包括生铁和/或低碳钢，所述的辅助材料包括石墨态增碳剂、球化剂、铸造熔炼添加剂、SiC、覆盖剂和孕育剂中的任意一种或两种以上的组合。在一些较为具体的实施方案之中，SiC占原料和辅助材料总重的1％。在一些实施方案之中，所述原材料包括按质量百分比计算的如下组分：C：3.65～3.75％，Si：2.3～2.5％，Mn:0.20～0.35％，P≤0.035％，S≤0.02％，Mg:0.035～0.045％；且所述原材料的碳当量CE为4.4～4.5％。在一些实施方案之中，所述覆盖剂加入量为铁水重量的0.15～0.2％。在一些实施方案之中，所述的孕育剂至少选自75SiFe孕育剂，且该孕育剂在球化包中加入时粒度为3～8mm，转包时粒度为1～2mm。在一些实施方案之中，所述铸造熔炼添加剂为铁水重量的0.02％。在一些实施方案之中，铁水在浇注时的温度为1370～1400℃。在一些实施方案之中，所述球化包为堤坝式球化处理包。在一些实施方案之中，所述SiC为97～98％结晶的碳化硅，且SiC晶体中C与Si质量比为3:7。与现有技术相比，本专利技术的优点包括：本专利技术提供的等温淬火铸造列车配件的方法，对推广QTD1200-3材料的应用有积极意义，能稳定提供抗拉强度达1200MPa以上,延伸率达3％以上，硬度370～420HB之间的高强度的球墨铸铁件。附图说明图1为本专利技术一典型实施方案之中等温淬火的示意图；图2为本专利技术一典型实施方案之中未进行等温淬火前的铸件金相图；图3为本专利技术一典型实施方案之中等温淬火后的产品金相图；具体实施方式鉴于现有技术中的不足，本案专利技术人经长期研究和大量实践，得以提出本专利技术的技术方案，其主要涉及一种等温淬火铸造列车配件的方法。一种等温淬火铸造列车配件的方法,其包括以下步骤:(1)熔炼：将原材料熔炼,熔炼期间加入辅助材料，待原材料完全熔炼成铁水后除渣，并将铁水中的成份按质量百分比调整为：C 3.65～3.75％，Si 1.3～1.5％，Mn 0.20～0.35％，然后进行出炉，所述铁水的出炉温度控制在1500～1520℃；(2)球化处理：向球化包内依次加入球化剂、孕育剂和覆盖剂，之后向球化包内注入铁水进行孕育处理；(3)二次孕育、浇注：在步骤(2)处理后的铁水表面添加覆盖剂，在将铁水倒入浇注机内浇注时除去铁水表面的浮渣，且在浇注的同时加入孕育剂；对浇注后的铁水取样，所述铁水中含有如下如下质量百分比的组分：C 3.65～3.75％，Si 2.3～2.5％，Mn 0.20～0.35％，P≤0.035％，S≤0.02％，Mg 0.035～0.045％，且对浇注后的铸件实物金相分析，达到球化级别2级以上要求；(4)清理打磨：清除步骤(3)处理后的铸件浇冒口，再经抛丸清理、打磨后，进行产品检验，除去不合格的产品；(5)奥氏体化过程处理：将检验后合格的产品进行奥氏体化过程处理，处理条件为炉中升温50～100℃/h，奥氏体化温度控制在900～920℃，保温2小时；(6)等温淬火：取出步骤(5)处理后的产品，在5s内转移至300℃的硝酸钾和硝酸钠的混合盐浴中，等温淬火温度为300℃，时间2h，然后取出空炉冷却至室温，再放入清水中漂洗去盐渍，即制得下贝氏体-残存奥氏体球墨铸铁。下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。一、铸造工艺：1)成分的选择：适当提高碳当量，有利于ADI的制取，碳当量高时，铸件石墨球径大，热处理后抗拉强度难达到要求。选择碳当量CE4.4～4.5％。硅量的选择：硅使铁素体量增加，抗拉强度下降，奥氏体稳定性提高。而4级ADI产品，其强度要求高，因此，选择Si量按下限控制。这样，则选择C：3.65～3.75％，Si：2.3～2.5％，生产的铸件基体，石墨球径大小能控制在6～7级；锰，对稳定和强化珠光体作用明显，一定的Mn量对提高铸态抗拉强度效果明显，但锰易产生偏析，影响最终产品的强度、冲击韧性及延伸率，为此选择Mn:0.20～0.35％，磷容易偏析，在热节部位，磷共晶数量多，磷共晶熔点低，呈多角状分布于共晶团边界，急剧恶化球墨铸铁件的力学性能。S是反球化元素，它的数量对球化效果影响大。因此等温淬火中的P、S都作为有害物质，力求降低。选择P≤0.035％，S≤0.02％，残留一定量的镁及稀土，是保证球化的必要条件，而高的镁量，碳化物上升，影响最终产品的冲击韧性及延伸率，选择Mg:0.035～0.045％；2)原材料选择：P、S主要来自原材料，选择生铁时，选用低硫、低磷生铁，或在配料中不使用生铁，降低P、S含量；低碳钢，控制Mn，本料时确保Mn在要求的范围；选用石墨态增碳剂，选用低S型的；选用低稀土的球化剂，如QRMg6HR本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种等温淬火铸造列车配件的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)熔炼：将原材料熔炼，熔炼期间加入辅助材料，待原材料完全熔炼成铁水后除渣，并将铁水中的成份按质量百分比调整为：C 3.65～3.75％，Si 1.3～1.5％，Mn 0.20～0.35％，然后进行出炉，所述铁水的出炉温度控制在1500～1520℃；(2)球化处理：向球化包内依次加入球化剂、孕育剂和覆盖剂，之后向球化包内注入铁水进行孕育处理；(3)二次孕育、浇注：在步骤(2)处理后的铁水表面添加覆盖剂，在将铁水倒入浇注机内浇注时除去铁水表面的浮渣，且在浇注的同时加入孕育剂；对浇注后的铁水取样，所述铁水中含有如下如下质量百分比的组分：C 3.65～3.75％，Si 2.3～2.5％，Mn 0.20～0.35％，P≤0.035％，S≤0.02％，Mg 0.035～0.045％，且对浇注后的铸件实物金相分析，达到球化级别2级以上要求；(4)清理打磨：清除步骤(3)处理后的铸件浇冒口，再经抛丸清理、打磨后进行产品检验，除去不合格的产品；(5)奥氏体化过程处理：将检验后合格的产品进行奥氏体化过程处理，处理条件为炉中升温50～100℃/h，奥氏体化温度控制在900～920℃，保温2小时；(6)等温淬火：取出步骤(5)处理后的产品，在5s内转移至300℃的硝酸钾和硝酸钠的混合盐浴中，等温淬火温度为300℃，时间2h，然后取出空炉冷却至室温，再放入清水中漂洗去盐渍，即制得下贝氏体‑残存奥氏体球墨铸铁。...

【技术特征摘要】
1.一种等温淬火铸造列车配件的方法,其特征在于包括以下步骤:(1)熔炼：将原材料熔炼，熔炼期间加入辅助材料，待原材料完全熔炼成铁水后除渣，并将铁水中的成份按质量百分比调整为：C 3.65～3.75％，Si 1.3～1.5％，Mn 0.20～0.35％，然后进行出炉，所述铁水的出炉温度控制在1500～1520℃；(2)球化处理：向球化包内依次加入球化剂、孕育剂和覆盖剂，之后向球化包内注入铁水进行孕育处理；(3)二次孕育、浇注：在步骤(2)处理后的铁水表面添加覆盖剂，在将铁水倒入浇注机内浇注时除去铁水表面的浮渣，且在浇注的同时加入孕育剂；对浇注后的铁水取样，所述铁水中含有如下如下质量百分比的组分：C 3.65～3.75％，Si 2.3～2.5％，Mn 0.20～0.35％，P≤0.035％，S≤0.02％，Mg 0.035～0.045％，且对浇注后的铸件实物金相分析，达到球化级别2级以上要求；(4)清理打磨：清除步骤(3)处理后的铸件浇冒口，再经抛丸清理、打磨后进行产品检验，除去不合格的产品；(5)奥氏体化过程处理：将检验后合格的产品进行奥氏体化过程处理，处理条件为炉中升温50～100℃/h，奥氏体化温度控制在900～920℃，保温2小时；(6)等温淬火：取出步骤(5)处理后的产品，在5s内转移至300℃的硝酸钾和硝酸钠的混合盐浴中，等温淬火温度为300℃，时间2h，然后取出空炉冷却至室温，再放入清水中漂洗去盐渍，即制得下贝氏体-残存奥氏体球墨铸铁。2.根据权利要求1所述等...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛家胜，俞保平，丽姜，
申请(专利权)人：芜湖市和蓄机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34