一种高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁及其制备方法与应用，属于合金制备技术领域。包括以下质量百分比的元素：C 2.80～3.20％，Si 4.20～4.80％，Mn≤0.30％，P≤0.050％，S≤0.020％，Ni≤0.20％，Mo 0.40～0.90％，Mg 0.010～0.020％，Cu≤0.20％，Ti 0.10～0.20％，RE≤0.05％，Al≤0.05％，余量为铁。本发明专利技术的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁通过元素的相互作用，使该蠕墨铸铁具有优异的高温强度、及在高温中具有良好的尺寸稳定性和较好的导热能力，可以用作汽车涡轮壳及排气管。同时，该蠕墨铸铁的制备方法得到了满足应用要求的蠕墨铸铁。

A high silicon molybdenum Ferrite Heat Resistant vermicular iron and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁及其制备方法与应用
本专利技术涉及合金制备
，尤其涉及一种高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁及其制备方法与应用。
技术介绍
汽车工业是国民经济的支柱产业，汽车工业的每一次技术进步，都会带来显著的经济和社会效益，降低能耗，减少环境污染以及节约有限资源为当今汽车工业发展所面临的十分重要而且紧迫的问题。提高发动机效率和降低废气排放污染是汽车发动机技术发展的主要方向，增压器技术的使用是提高发动机效率，降低燃油消耗，降低燃油消耗的有效手段。涡轮增压器的工作温度较高，柴油机用涡轮增压器的工作温度一般在650℃左右，汽油发动机用涡轮增压器工作温度要高达800至900℃，特种车辆发动机用涡轮增压器工作温度要高达900至1050℃。随着涡轮增压器工作温度要求的提高，制造涡轮增压器的材质也在不断的更新换代。此外，用作汽车涡轮壳及排气管的材料不仅需要能够耐受足够的高温强度，还要在长期服役在高温作业中具有良好的尺寸稳定性和较好导热能力，因此仍需要不断改进汽车涡轮壳及排气管用的耐热材料。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁及其制备方法与应用。本专利技术提供的蠕墨铸铁具有优异的高温强度及在高温下具有良好的尺寸稳定性和较好的导热能力，能够作为涡轮增压器及排气管。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁，包括以下质量百分比的元素：C2.80～3.20％，Si4.20～4.80％，Mn≤0.30％，P≤0.050％，S≤0.020％，Ni≤0.20％，Mo0.40～0.90％，Mg0.010～0.020％，Cu≤0.20％，Ti0.10～0.20％，RE≤0.05％，Al≤0.05％，余量为铁。本专利技术还提供了上述技术方案所述的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：称取生铁、废钢、回炉料、钛铁、钼铁、增碳剂和硅铁并熔炼，得到熔炼液；将所述熔炼液进行喂丝蠕化，得到蠕化铁水；将所述蠕化铁水进行浇注，得到所述高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁。优选地，所述熔炼液的热分析参数为：液相线温度为1140～1160℃；共晶转变最低温度为1142～1148℃；再辉温度为2～8℃；共晶度为30～60；共晶奥氏体析出时间为60～120s。优选地，所述喂丝蠕化所用的包芯线包括以下质量百分比的元素：Si40～50％，Mg18～24％，Ca2.0～5.0％，RE1.0～5.0％，Al0.5～3.0％，余量为铁。优选地，所述包芯线的质量为熔炼液质量的0.50～0.60％。优选地，所述包芯线的喂丝速度为18～24m/min。优选地，所述喂丝蠕化结束后，还包括去除所得喂丝蠕化产物中的浮渣，并静置3～6min。优选地，在所述浇注的过程中加入瞬间孕育剂；所述瞬间孕育剂包括以下质量百分比的元素：Si60～70％，Ca1.0～3.0％，Ba0.5～3.0％，Al0.5～2.0％，余量为铁。优选地，所述瞬间孕育剂的质量为蠕化铁水质量的0.08～0.12％。本专利技术还提供了上述技术方案所述的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁或上述技术方案所述的制备方法所得高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁作为汽车涡轮壳及排气管的应用。本专利技术提供了一种高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁，包括以下质量百分比的元素：C2.80～3.20％，Si4.20～4.80％，Mn≤0.30％，P≤0.050％，S≤0.020％，Ni≤0.20％，Mo0.40～0.90％，Mg0.010～0.020％，Cu≤0.20％，Ti0.10～0.20％，RE≤0.05％，Al≤0.05％，余量为铁。本专利技术的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁具有蠕虫状石墨、完全铁素体基体金相组织的合金，使该蠕墨铸铁具有优异的高温强度及在高温下具有良好的尺寸稳定性和较好的导热能力。实施例的数据表明：该蠕墨铸铁具有较高的机械性能和优异的热传导性能。本专利技术还提供了上述技术方案所述的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁的制备方法，本专利技术的制备方法将熔炼液进行蠕化处理，减小浇注产品不同位置由于成分偏析造成蠕化率偏高或者偏低的缺点，从而使蠕墨铸铁具有稳定均匀的蠕化率，进而使蠕墨铸铁具有优异的高温强度，在高温下具有较好的导热能力和尺寸稳定性，大幅度提升蠕墨铸铁的使用寿命。另外，该制备方法合理，成本低。本专利技术还提供了上述技术方案所述的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁或上述技术方案所述的制备方法得到的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁作为汽车涡轮壳及排气管的应用。由于本专利技术的铸铁具有优异的高温强度，在高温下具有较好的导热能力和尺寸稳定性，大幅度提升了蠕墨铸铁的使用寿命，使其可以作为汽车涡轮壳及排气管。附图说明图1为实施例1所得高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁的金相照片；图2为实施例1所得高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁腐蚀后的金相照片；图3为实施例2所得高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁的金相照片；图4为实施例2所得高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁腐蚀后的金相照片。具体实施方式本专利技术提供了一种高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁，包括以下质量百分比的元素：C2.80～3.20％，Si4.20～4.80％，Mn≤0.30％，P≤0.050％，S≤0.020％，Ni≤0.20％，Mo0.40～0.90％，Mg0.010～0.020％，Cu≤0.20％，Ti0.10～0.20％，RE≤0.05％，Al≤0.05％，余量为铁。本专利技术提供的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁包括质量百分比为2.80～3.20％的C。在本专利技术的蠕墨铸铁中，碳元素在镁元素和钛元素的综合作用下，形成蠕虫状石墨形态，提高了蠕墨铸铁的热扩散性能和导热性能。本专利技术提供的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁包括质量百分比为4.20～4.80％的Si，本专利技术的Si含量为4.20～4.80％，通过硅元素固溶于铁素体基体当中，起到固溶强化铁素体基体的作用，提高了蠕墨铸铁的室温及高温机械性能；硅元素在涡轮壳或者排气管使用过程中，在铸件表面形成一层致密的氧化膜，提高材料的抗氧化性能。本专利技术提供的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁包括质量百分比≤0.30％的Mn。本专利技术提供的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁包括质量百分比≤0.050％的P。本专利技术提供的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁包括质量百分比≤0.020％的S。本专利技术的硫元素在蠕墨铸铁中的主要作用是稳定蠕化率，减小壁厚尺寸对蠕化率的敏感性。本专利技术提供的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁包括质量百分比≤0.20％的Ni。本专利技术提供的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁包括质量百分比为0.40～0.90％的Mo。本专利技术的Mo含量为0.40～0.90％，通过与碳元素共同作用，形成了钼的碳化物，提高了蠕墨铸铁的室温及高温机械性能。本专利技术提供的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁包括质量百分比为0.010～0.020％的Mg。本专利技术的Mg含量为0.010～0.020％，使碳元素在凝固过程当中以蠕虫状石墨的形态析出，蠕虫状石墨形态提高了蠕墨铸铁的导热性能。本专利技术提供的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁包括质量百分比为≤0.20％的Cu。本专利技术提供的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁包括质量百分比为0.10～0.20％的Ti。本专利技术的钛元素促进蠕虫状石墨的形成，特别是在铸件薄壁位置作用更加明显，从而减小了不同壁厚对蠕化率的敏感性。本专利技术提供的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁包括质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁，其特征在于，包括以下质量百分比的元素：C 2.80～3.20％，Si 4.20～4.80％，Mn≤0.30％，P≤0.050％，S≤0.020％，Ni≤0.20％，Mo 0.40～0.90％，Mg 0.010～0.020％，Cu≤0.20％，Ti 0.10～0.20％，RE≤0.05％，Al≤0.05％，余量为铁。

【技术特征摘要】
1.一种高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁，其特征在于，包括以下质量百分比的元素：C2.80～3.20％，Si4.20～4.80％，Mn≤0.30％，P≤0.050％，S≤0.020％，Ni≤0.20％，Mo0.40～0.90％，Mg0.010～0.020％，Cu≤0.20％，Ti0.10～0.20％，RE≤0.05％，Al≤0.05％，余量为铁。2.权利要求1所述的高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：称取生铁、废钢、回炉料、钛铁、钼铁、增碳剂和硅铁并熔炼，得到熔炼液；将所述熔炼液进行喂丝蠕化，得到蠕化铁水；将所述蠕化铁水进行浇注，得到所述高硅钼铁素体耐热蠕墨铸铁。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述熔炼液的热分析参数为：液相线温度为1140～1160℃；共晶转变最低温度为1142～1148℃；再辉温度为2～8℃；共晶度为30～60；共晶奥氏体析出时间为60～120s。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述喂丝蠕化所用的包芯线包括以下质量百...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈友三，陈常彬，诸瑾宇，林政德，谢成兴，温学文，王文文，秋曾气，欧阳松，韩鹏，
申请(专利权)人：天津达祥精密工业有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12