一种高强度球墨铸铁熔炼方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度球墨铸铁熔炼方法，属于铸造技术领域；方法包括：选用生铁、废钢和回炉料作为原料；原料以质量百分比计生铁15%、废钢30%、回炉料55%；进行熔炼，熔炼形成的铁液成分要求为：碳：4.0%、硅：1.8%、锰：0.15%、磷＜0.03%、硫＜0.015%；再升温至球化孕育温度出铁；之后进行球化及浇注处理；本发明专利技术通过调整浇注前铁液成分中的碳和硅，实现在废钢和回炉料大比例加入的情况下，最终制备的球墨铸铁的力学性能得到了有效提高。的力学性能得到了有效提高。

【技术实现步骤摘要】
一种高强度球墨铸铁熔炼方法


[0001]本专利技术属于铸造
，具体涉及一种高强度球墨铸铁熔炼方法。

技术介绍

[0002]生产加工类铸件时，大多使用生铁和少量回炉料，将生铁和回炉料放入中频炉内进行熔炼，然后，将熔炼得到的液态铁注入砂型中，冷却后得到需加工零件的毛坯铸件。但是生铁的固有形态，导致放入中频炉中的生铁之间的间隙过大，消弱了中频炉的磁场，且不同批次生铁的化学成份不同，增加了熔炼过程中调整化学成份的难度；同时，生铁的价格较高，增加了生产成本。利用机加工产生的铁屑熔炼制造铸件，能够降低熔炼过程这调整化学成份的难度，减少生产成本，但现有利用铁屑熔炼生产的铸件的化学成份、金相组织及机械性能达不到相应标准的要求。
[0003]在生产实践中，球墨铸铁应用广泛，标准球墨铸铁QT600
‑
3抗拉强度σb≥600MPa， 延伸率δ≥3％，由于一些桥类产品对铸件要求有较高的强度和延伸，对此研究出来QT650
‑ꢀ
10球墨铸铁。中国专利 CN 109082584 A公开了铸态高韧性高强度球墨铸铁的熔炼方法，其抗拉强度 σb=678MPa，延伸率δ=12.5％的球墨铸铁。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有技术的不足，提出一种高强度球墨铸铁熔炼方法。解决现有技术生产铸态球墨铸铁力学性能低的问题。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术是通过如下技术方案实现的。
[0006]一种高强度球墨铸铁熔炼方法，包括以下步骤：1）备料：选用生铁、废钢和回炉料作为原料；原料以质量百分比计，选取生铁15%、废钢30%、回炉料55%；其中生铁中五大元素成分质量百分比：碳：4.0%
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4.4%、硅：0.4%
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0.9%、锰：0.1%
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0.2%、磷＜0.04%、硫＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中废钢五大元素成分质量百分比：碳：0.22%
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0.32%、硅：0.2%
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0.6%、锰＜0.4%、磷＜0.04%、硫＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中回炉料五大元素成分质量百分比：碳：3.6%
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3.8%、硅：2.9%
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3.0%、锰＜0.3%、磷＜0.03%、硫＜0.025%，其余为铁，总量为100%。
[0007]2）熔炼：炉底部位加入增碳剂，向中频炉中加入原料，开始熔炼至1400
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1430℃时，扒渣取样进行光谱分析；若成分符合铁液成分要求，升温至球化孕育温度出铁；若成分不满足铁液成分要求，按比例调整成分直至满足铁液成分要求为止，再升温至球化孕育温度出铁；所述的球化孕育温度为1570
‑
1590℃，所述的铁液成分要求为：碳：4.0%、硅：1.8%、锰：0.15%、磷＜0.03%、硫＜0 .015%。
[0008]3）球化及浇注处理：加入孕育剂放铁水中，并盖住球化包盖，进行球化线的加入，完成后打渣后，进入浇注时进行二次孕育；浇注完成后铸件出箱时，表面温度控制在400℃
‑
500℃，并自然冷却。
[0009]优选的，球化前需要先将球化包和浇筑包预热到600℃
‑
800℃。
[0010]优选的，步骤3）中所述孕育剂的粒径为3
‑
8毫米。
[0011]优选的，步骤3）中二次孕育是加入粒径为1
‑
3毫米的孕育剂后进行扒渣。
[0012]优选的，球墨铸铁中微量元素的化学成分质量百分比为：碳：3.5%
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3.6%、硅：2.9%
‑
3.0%、锰＜0.2%、磷＜0.03%、硫＜0. 020%、镁：0.040%、 铜：0.2%
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0.4%、锡：0.025%
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0.035%。
[0013]本专利技术相对于现有技术所产生的有益效果为：本专利技术通过调整浇注前铁液成分中的碳和硅，实现了废钢和回炉料大比例加入的情况下，最终制备的球墨铸铁的力学性能得到提高的技术效果。
[0014]本专利技术显著降低了球墨铸铁的生产成本，同时实现了球墨铸铁的力学性能的进一步提高。通过二次孕育细化了基体组织，细化了石墨球径，提高了石墨球的圆整度，提高了球化率，保证了力学性能。
具体实施方式
[0015]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。下面结合实施例详细说明本专利技术的技术方案，但保护范围不被此限制。
[0016]实施例1一种高强度球墨铸铁熔炼方法，包括以下步骤：1、备料：选用生铁、废钢和回炉料作为原料；原料以质量百分比计，选取生铁15%、废钢30%、回炉料55%；其中生铁中五大元素成分质量百分比：碳：4.0%
‑
4.4%、硅：0.4%
‑
0.9%、锰：0.1%
‑
0.2%、磷＜0.04%、硫＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中废钢五大元素成分质量百分比：碳：0.22%
‑
0.32%、硅：0.2%
‑
0.6%、锰＜0.4%、磷＜0.04%、硫＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中回炉料五大元素成分质量百分比：碳：3.6%
‑
3.8%、硅：2.9%
‑
3.0%、锰＜0.3%、磷＜0.03%、硫＜0.025%，其余为铁，总量为100%。
[0017]2、熔炼：炉底部位加入增碳剂，向中频炉中加入原料，送电开始熔炼至1430℃时，扒渣取样进行光谱分析；成分不满足铁液成分要求，按比例调整成分直至满足铁液成分要求为止，再升温至球化孕育温度出铁；所述的球化孕育温度为1580℃，所述的铁液成分要求为：碳：4.0%、硅：1.8%、锰：0.15%、磷：0.01%、硫：0.01%。
[0018]3、球化及浇注处理：升温至工艺要求的球化孕育温度出铁至球化站，球化前先将球化包和浇筑包预热到700℃，加入粒径为3
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5毫米的孕育剂放铁水中，并盖住球化包盖，进行球化线的加入，完成后打渣后，进入浇注时进行二次孕育；加入粒径为1
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3毫米的孕育剂后进行扒渣。开启0
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1毫米的随流孕育进行浇注，浇注完成后，铸件出箱时，表面温度控制在400℃
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500℃，并自然冷却。对每包产品进行光谱进项检测碳：3.5%
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3.6%、硅：2.9%
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3.0%、锰＜0.2%、磷＜0.03%、硫＜0. 020%、镁：0.040%、 铜：0.2%
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0.4%、锡：0.025%
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0.035%方为合格，进入下道工序。
[0019]产品力学性能结果：随铸试棒抗拉强度σb=696MPa本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高强度球墨铸铁熔炼方法，其特征在于，包括以下步骤：1）备料：选用生铁、废钢和回炉料作为原料；原料以质量百分比计，选取生铁15%、废钢30%、回炉料55%；其中生铁中五大元素成分质量百分比：碳：4.0%
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4.4%、硅：0.4%
‑
0.9%、锰：0.1%
‑
0.2%、磷＜0.04%、硫＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中废钢五大元素成分质量百分比：碳：0.22%
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0.32%、硅：0.2%
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0.6%、锰＜0.4%、磷＜0.04%、硫＜0.03%，其余为铁，总量为100%；其中回炉料五大元素成分质量百分比：碳：3.6%
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3.8%、硅：2.9%
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3.0%、锰＜0.3%、磷＜0.03%、硫＜0.025%，其余为铁，总量为100%；2）熔炼：炉底部位加入增碳剂，向中频炉中加入原料，开始熔炼至1400
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1430℃时，扒渣取样进行光谱分析；若成分符合铁液成分要求，升温至球化孕育温度出铁；若成分不满足铁液成分要求，按比例调整成分直至满足铁液成分要求为止，再升温至球化孕育温度出铁；所述的球化孕育温度为1570
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【专利技术属性】
技术研发人员：白伟杰，白兆金，解秀花，
申请(专利权)人：山西太谷晋峰铸造有限公司，
类型：发明
国别省市：