一种改善球墨铸铁件疏松倾向的方法技术

本发明专利技术涉及一种改善球墨铸铁件疏松倾向的方法，包括以下步骤：步骤一，调整球墨铸铁铁水的化学成分，控制铸铁件的总碳当量，确保大于4.35；调整硅的含量，球墨铸铁件壁厚200mm时硅控制在2.0

【技术实现步骤摘要】
一种改善球墨铸铁件疏松倾向的方法


[0001]本专利技术涉及球墨铸铁铸件生产
，尤其是涉及一种改善球墨铸铁件疏松倾向的方法。

技术介绍

[0002]铸造业是国家基础工业之一，其产品涉及军工、民用、航天、铁路、汽车、电力设备、基础建设、各种工农机械制造等。铸造件简称铸件，分为有色铸件和黑色铸件，黑色铸件又细分为铸铁件和铸钢件。
[0003]铸铁件通常含2％
‑
4％的碳，常温下铸件中的碳大部分以不同形状的石墨形态出现。根据不同的石墨形态，铸铁件细分为球墨铸铁、灰铸铁、蠕墨铸铁等等。随着技术的不断进步，以及使用要求不断提高，球墨铸铁铸件在黑色铸件中的占比越来越高。
[0004]大部分金属都是热胀冷缩，铁也是。从液态到固态的转变过程中，铁水会有一定的缩松倾向，即使石墨化膨胀能抵消一部分。所以，消除疏松/缩孔给铸铁件带来的影响(废品率)是铸造工作者一直在努力的方向。
[0005]铁液收缩给铸铁件带来的缺陷有两种，严重的叫缩孔，轻微微观的叫缩松。通常，缩孔指的是孔径在3毫米(mm)以上的收缩缺陷，这往往是浇铸工艺设计不够优化带来的问题。而缩松(也可以叫疏松)，一般是指3毫米(mm)以下的收缩缺陷。这类微观缺陷往往不是仅靠浇铸工艺就能很好的解决的。在解决微观缩松(疏松)缺陷方面，调整熔炼工艺是有效的。尤其是在结构复杂的铸件上，解决热结部分疏松更是难题，对铸造熔炼工艺工作者来说，也是一种挑战。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种改善球墨铸铁件疏松倾向的方法，其从铸造熔炼工艺入手，用于降低球墨铸铁铁水的疏松倾向。通过此方法可以改善球墨铸铁铁水质量，降低由于铸件微观缩松/疏松带来的废品率。
[0007]本专利技术的上述专利技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
[0008]一种改善球墨铸铁件疏松倾向的方法，包括以下步骤：
[0009]步骤一，调整球墨铸铁铁水的化学成分，控制铸铁件的总碳当量，确保大于4.35；
[0010]调整硅的含量，球墨铸铁件壁厚200mm时硅控制在2.0
±
0.05％，球墨铸铁件壁厚20mm时硅控制在2.4
±
0.05％；
[0011]控制合金元素的含量，降低球墨铸铁件中的锰、铬、钒、钛元素，利用铜、锡等元素来调整珠光体含量；
[0012]步骤二，控制铸件残余镁含量，将铸件残余镁含量波动控制在
±
0.005％；
[0013]步骤三，调整孕育工艺，减少的孕育剂的硅的带入量，调整到炉前加入；
[0014]步骤四，温度控制，浇铸温度总体控制在1320℃至1440℃之间，实际浇铸温度差不超过60℃。
[0015]步骤五，铁水均匀性，通过提高铁水的形核潜力，控制铁水的过冷度来提高铁水均匀性，以尽量抵消型腔内不同区域的非平衡凝固。
[0016]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：在所述步骤一中，铸件壁厚大于300mm时，冷却时间越长，铁水的碳当量大于并接近4.35；
[0017]铸件壁厚小于30mm大于10mm时，冷却时间越短，铁水的碳当量大于4.35并小于4.5；
[0018]铸件壁厚小于10mm大于3mm时，铁水的碳当量大于4.5并小于4.6。
[0019]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤一中，有珠光体和铁素体要求的铸件，在一定的合金元素加入下，找到碳和硅的平衡点，避免过早的石墨析出，会使缩松倾向加大。
[0020]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤二中，控制铸件本体的镁含量在0.025
‑
0.03％之间，铸件壁厚越厚可以控制在上限；
[0021]铸件壁厚越薄可以控制在下限，控制铸件本体的镁含量在0.022
‑
0.025％之间。
[0022]本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：在步骤四中，不同成分，不同结构的铸件的缩松敏感温度范围不一样，需要在实际操作过程中尝试调整；对于多砂箱浇铸的情况，一旦调整好，首末箱浇铸温度差要控制在60℃以内，越小越好。
[0023]综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：
[0024]本专利技术公开了一种改善球墨铸铁件疏松倾向的方法，主要用于改善铁水的疏松(收缩)倾向，从而较低铸件产生缩松缺陷的风险。本方法是用于辅助球墨铸铁件生产，从铸造熔炼工艺入手，用于降低球墨铸铁铁水的疏松倾向。通过此方法可以改善球墨铸铁铁水质量，降低由于铸件微观缩松/疏松带来的废品率。
附图说明
[0025]图1显示为实施例二中调整前，抛光试块光学金相，放大100倍的结构示意图；
[0026]图2显示为实施例二中调整前，腐蚀后试块光学金相，放大100倍的结构示意图；
[0027]图3显示为实施例二中调整后，抛光试块光学金相，放大100倍的结构示意图；
[0028]图4显示为实施例二中调整后，腐蚀后试块光学金相，放大100倍的结构示意图；
[0029]图5显示为实施例二中调整前，断口扫描电镜图，二次电子像，放大50倍的结构示意图；
[0030]图6显示为实施案例二中调整后，断口扫描电镜图，二次电子像，放大50倍的结构示意图。
具体实施方式
[0031]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0032]实施例一：
[0033]本专利技术公开了一种改善球墨铸铁件疏松倾向的方法，包括以下步骤：
[0034]步骤一，调整球墨铸铁铁水的化学成分；
[0035]首先，控制好铸铁件的总碳当量，确保大于4.35。铸件壁厚越厚(大于300mm)，冷却时间越长，铁水的碳当量可以越接近4.35。铸件壁厚越薄(小于30mm大于10mm)，冷却时间越短，铁水的碳当量可以略高一点，但不要超过4.5。铸件壁厚特别薄的(小于10mm大于3mm)，铁水的碳当量可以大于4.5，但尽量保持在4.6以内。
[0036]其次，调整硅的含量。不考虑珠光体要求的情况下，厚壁件硅可以低一点，例如壁厚200mm时硅可以控制在2.0
±
0.05％；薄壁件硅可以高一些，例如壁厚20mm时硅可以控制在2.4
±
0.05％。有珠光体和铁素体要求的铸件，在一定的合金元素加入下，需要找到碳和硅的平衡点，避免过早的石墨析出，会使缩松倾向加大。
[0037]最后，控制合金元素的含量。球墨铸铁件中的锰元素尽量控制低，如果需要一定的珠光体含量，可以使用铜、锡等元素来调整。如果没有特殊要求，球墨铸铁件中的铬、钒、钛要越低越好。
[0038]步骤二，控制铸件(残余)镁含量；
[0039]想要控制铸件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改善球墨铸铁件疏松倾向的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，调整球墨铸铁铁水的化学成分，控制铸铁件的总碳当量，确保大于4.35；调整硅的含量，球墨铸铁件壁厚200mm时硅控制在2.0
±
0.05％，球墨铸铁件壁厚20mm时硅控制在2.4
±
0.05％；控制合金元素的含量，降低球墨铸铁件中的锰、铬、钒、钛元素，利用铜、锡等元素来调整珠光体含量；步骤二，控制铸件残余镁含量，将铸件残余镁含量波动控制在
±
0.005％；步骤三，调整孕育工艺，减少的孕育剂的硅的带入量，调整到炉前加入；步骤四，温度控制，浇铸温度总体控制在1320℃至1440℃之间，实际浇铸温度差不超过60℃。步骤五，铁水均匀性，通过提高铁水的形核潜力，控制铁水的过冷度来提高铁水均匀性，以尽量抵消型腔内不同区域的非平衡凝固。2.根据权利要求1所述的一种改善球墨铸铁件疏松倾向的方法，其特征在于，在所述步骤一中，铸件壁厚大于300mm时，冷却时间越长，铁水的碳当量大...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘旭，潘尚敏，
申请(专利权)人：上海铸米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：