一种铸态QT900-7球墨铸铁件及其制备方法技术

本发明专利技术属于球墨铸铁铸造领域，公开了一种铸态QT900

【技术实现步骤摘要】
一种铸态QT900
‑
7球墨铸铁件及其制备方法


[0001]本专利技术属于球墨铸铁铸造领域，具体涉及一种铸态QT900
‑
7球墨铸铁件及其制备方法。

技术介绍

[0002]我国在汽车、内燃机、工程机械、轨道交通、发电设备及电力、船舶、矿冶重机、机床工具等众多行业，大量使用高强度高韧性球墨铸铁材料及钢质材料。目前，我国球墨铸铁年生产量近1500万吨，占铸造总量的30%。各行业需要的高强度高韧性球墨铸铁材料都是通过热处理而实现的，造成了生产效率低、成本高、耗能大，中国铸造协会十四五规划中也明确了研发铸态工艺下获得高强度高韧性球墨铸铁材料。
[0003]中国专利CN111687380B公开了一种珠光体基体超高强度韧性球墨铸铁曲轴的生产方法，属于铸铁冶金
，所述高强度高韧性球墨铸铁曲轴经过热处理可达到QT1000
‑
5，专利技术公开了珠光体基体高强度高韧性球墨铸铁曲轴的生产方法，该专利技术生产的高强度高韧性球墨铸铁曲轴具有强度高，韧性好的特点；但是该专利技术制备的高强度高韧性球墨铸铁曲轴制备工艺复杂，需热处理后铸件才能稳定达到抗拉强度≥1000MPa，延伸率≥5％，且该专利技术公开内容仅限于制造曲轴，在新能源冲击传统发动机的情况下，曲轴装机量呈下降趋势，不适用于企业的可持续发展理念。
[0004]随着国家对道路交通机械排放标准的不断提高，汽车铸铁零件的轻量化被提上日程，且工程机械类零件为优化结构、降低成本，开始研究使用结构简单的工程机械件来代替原来结构复杂且多零件组装才能满足使用要求的零件，而普通球墨铸铁的性能已不能满足其服役要求，只能选用锻造合金钢材质，而锻造合金钢不具有球墨铸铁件重量轻、良好的疲劳性能和耐磨抗震的优势。为此，铸态球墨铸铁QT900
‑
7的制备方法可提升企业经济效益，促进企业技术转型升级。

技术实现思路

[0005]鉴于此，本专利技术的目的在于，提供一种铸态QT900
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7球墨铸铁件及其制备方法，通过采用铁型覆砂工艺，减少有害微量元素的不利影响；四次孕育；茶壶包盖包球化；生产过程管控等方面的优化，提升石墨圆整度，减少珠光体组织片层间距，细化晶粒；通过设计合理的浇注系统，保证入炉材料的洁净等各方面的工艺创新，制备出一种铸态球墨铸铁材质零件，其抗拉强度≥900MPa，延伸率≥7％，可以替代工艺复杂、成本高昂的热处理态球墨铸铁材料，填补铸态球墨铸铁材料在各种工程类机械上使用的空白。
[0006]为了达到上述专利技术目的，进而采取的技术方案如下：一种铸态QT900
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7球墨铸铁件，包括以下质量百分比的元素：C：3.7%
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3.76%，Si：2.1%
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2.3%，Mn：≤0.15%，P：≤0.03%，S：≤0.015%，Cu：0.5%
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0.65%，Sb≤0.015%，Mg：0.035%
‑
0.04%，Re：0.025%
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0.03%，Cr：≤0.025％，Ti≤0.025％，余量为Fe。
[0007]一种铸态QT900
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7球墨铸铁件的制备方法，包括以下步骤：
（1）选用原材料选用低碳钢和球墨铸铁回炉料为冶炼原料，低碳钢中各种元素的质量百分比为：C：0.1％
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0.3％，Si：0.25％
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0.35％，Mn：≤0.2％，P：≤0.03％，S：≤0.015％，Cr：≤0.025％，Ti≤0.025％；球墨铸铁回炉料中各种元素的质量百分比为：C：3.7%
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3.76%，Si：2.1%
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2.3%，Mn：≤0.15%，P：≤0.03%，S：≤0.015%，Cu：0.5%
‑
0.65%，Sb≤0.015%，Mg：0.035%
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0.04%，Re：0.025%
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0.03%，Cr：≤0.025％，Ti≤0.025％；增碳剂中各种元素的质量百分比为：C＞98%，N＜0.05%，S＜0.02%；（2）配料按照质量百分比，原材料配比如下：低碳钢70%
‑
80%、球墨铸铁回炉料20%
‑
30%；（3）熔炼：将占铁水总重量2.2%
‑
2.3%增碳剂，低碳钢和球墨铸铁回炉料按加入比例和加入顺序分三次加入中频电炉内，当铁水温度达到1450℃
‑
1500℃范围时，加入一次孕育硅铁、占铁水总重量0.5%
‑
0.65%的金属铜，取样检测炉内铁水成份，根据检测结果对铁水中化学成分进行微调；（4）孕育、球化：当步骤（3）中铁水温度达到1540
‑
1600℃时出炉到球化包，铁水出炉同时打开二次孕育斗加入二次孕育硅铁，在球化包底部球化室放置球化剂与50%矽钢片的混合物，在混合物上覆盖另外50%矽钢片、三次孕育硅铁、碳化硅、金属锑，对铁水进行孕育、球化处理；（5）造型、合箱：将温度范围为160℃
‑
280℃的铁型与温度范围为220℃
‑
300℃的模型进行定位、合模，其中间留有均匀空隙，使用射砂机将酚醛树脂砂射入空隙，固化后在铁型内腔形成5mm
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7mm的覆砂层，将上下铁型进行合箱，形成型腔；（6）浇注：浇注温度控制在1380℃
‑
1440℃，浇注时通过自动孕育机随流添加四次孕育硅铁，铁水经过浇注系统充满型腔，并在每包末箱设置附铸试块；（7）清理：铸件型内冷却10min
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15min至550℃
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650℃时，开箱，自动去除浇冒口，抛丸3min
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5min，获得产品。
[0008]作为本专利技术的进一步改进，在步骤（3）中，将增碳剂，低碳钢和球墨铸铁回炉料按加入比例和加入顺序分三次加入中频电炉内，具体要求为：在炉底铺一层占低碳钢总重量20%的低碳钢，加入占增碳剂总重量50%的增碳剂；再加入占低碳钢总重量50%的低碳钢，占增碳剂总重量45%的增碳剂；最后加入占低碳钢总重量30%的低碳钢和球墨铸铁回炉料，加入占增碳剂总重量5%的增碳剂。
[0009]作为本专利技术的进一步改进，在步骤（2）中，所述球墨铸铁回炉料为经过抛丸处理后表面洁净的炉料。
[0010]作为本专利技术的进一步改进，所述球化剂的型号为QRMg8RE3，粒度为5mm
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15mm，其加入量为铁水总重量的0.7%
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0.8%。
[0011]作为本专利技术的进一步改进，所述铁水孕育过程分为4次。所述一次孕育硅铁、二次孕育硅铁、三次孕育硅铁、四次孕育硅铁的型号均为FeSi75，一次孕育硅铁粒度为15mm
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25mm，加入量为铁水总重量的0.3%
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0.4%；二次孕育硅铁粒度为3mm
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8mm，加入量为铁水总重量的0.4%
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸态QT900
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7球墨铸铁件，其特征在于，包括以下质量百分比的元素：C：3.7%
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3.76%，Si：2.1%
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2.3%，Mn：≤0.15%，P：≤0.03%，S：≤0.015%，Cu：0.5%
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0.65%，Sb≤0.015%，Mg：0.035%
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0.04%，Re：0.025%
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0.03%，Cr：≤0.025％，Ti≤0.025％，余量为Fe。2.一种铸态QT900
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7球墨铸铁件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）选用原材料选用低碳钢和球墨铸铁回炉料为冶炼原料，低碳钢中各种元素的质量百分比为：C：0.1％
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0.3％，Si：0.25％
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0.35％，Mn：≤0.2％，P：≤0.03％，S：≤0.015％，Cr：≤0.025％，Ti≤0.025％；球墨铸铁回炉料中各种元素的质量百分比为：C：3.7%
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3.76%，Si：2.1%
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2.3%，Mn：≤0.15%，P：≤0.03%，S：≤0.015%，Cu：0.5%
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0.65%，Sb≤0.015%，Mg：0.035%
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0.04%，Re：0.025%
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0.03%，Cr：≤0.025％，Ti≤0.025％；增碳剂中各种元素的质量百分比为：C＞98%，N＜0.05%，S＜0.02%；（2）配料按照质量百分比，原材料配比如下：低碳钢70%
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80%、球墨铸铁回炉料20%
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30%；（3）熔炼：将占铁水总重量2.2%
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2.3%增碳剂，低碳钢和球墨铸铁回炉料按加入比例和加入顺序分三次加入中频电炉内，当铁水温度达到1450℃
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1500℃范围时，加入一次孕育硅铁、占铁水总重量0.5%
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0.65%的金属铜，取样检测炉内铁水成份，根据检测结果对铁水中化学成分进行微调；（4）孕育、球化：当步骤（3）中铁水温度达到1540
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1600℃时出炉到球化包，铁水出炉同时打开二次孕育斗加入二次孕育硅铁，在球化包底部球化室放置球化剂与50%矽钢片的混合物，在混合物上覆盖另外50%矽钢片、三次孕育硅铁、碳化硅、金属锑，对铁水进行孕育、球化处理；（5）造型、合箱：将温度范围为160℃
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280℃的铁型与温度范围为220℃
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300℃的模型进行定位、合模，其中间留有均匀空隙，使用射砂机将酚醛树脂砂射入空隙，固化后在铁型内腔形成5mm
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7mm的覆砂层，将上下铁型进行合箱，形成型腔；（6）浇注：浇注温度控制在1380℃
‑
1440℃，浇注时通过自动孕育机随流添加四次孕育硅铁，铁水经过浇注系统充满型腔，并在每包末箱设置附铸试块；（7）清理：铸件型内冷却10min
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【专利技术属性】
技术研发人员：原国铭，张强强，任雷钧，徐志勇，陈宝生，席浩玉，令狐小鹏，燕冲，
申请(专利权)人：山西东鑫衡隆机械制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：