灰铸铁、制备方法及氮化锰铁的应用技术

本发明专利技术提供了一种灰铸铁、制备方法及氮化锰铁的应用。所述灰铸铁的制备方法包括以下步骤：配置并熔炼原料，得到铁水，其中，以质量百分含量计，所述铁水中C为3.40％

【技术实现步骤摘要】
灰铸铁、制备方法及氮化锰铁的应用


[0001]本专利技术涉及灰铸铁
，特别涉及一种灰铸铁、制备方法及氮化锰铁的应用。

技术介绍

[0002]灰铸铁作为一种传统的金属材料在汽车、工程机械等领域具有较大占比，这主要与其良好的铸造成型性、低廉的价格、优良的耐腐蚀、耐磨损、高硬度、铸件质量易控制等特性有关。
[0003]随着现代汽车行业向轻量化、大功率的发展，对灰铸铁材料的薄壁高强度性能要求也是越来越高。为提升灰铸铁强度和硬度，现有的解决方案是：在制备时加入铜、钼、铬等贵重金属，以细化晶粒。但是大量的铜、钼的加入不仅加大了白口倾向，而且使得生产成本相应增加，市场竞争力降低。并且，对于某些制动盘等用灰铸铁，要求其硬度较普通灰铸铁高且不允许进行热处理，使得现有的生产工艺很难制备出符合要求的灰铸铁。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种灰铸铁的制备方法，以解决现有技术中的灰铸铁强度和硬度不高，生产成本高的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本申请采用如下技术方案：
[0006]本申请提出了一种灰铸铁的制备方法，包括以下步骤：
[0007]配置并熔炼原料，得到铁水，其中，以质量百分含量计，所述铁水中C为3.40％
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3.50％、Si为1.30％
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1.50％、Mn为0.60％
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0.70％、P≤0.05％、S为0.06％
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0.12％、Cr为0.35％
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0.45％，Cu为0.40％
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0.50％、Sn为0.065％
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0.07％，其余为微量元素和Fe；
[0008]提供一铁水包，向所述铁水包的包底加入孕育剂，之后将所述铁水注入所述铁水包内进行孕育处理，其中，以所述铁水的质量计，所述孕育剂包括0.40％
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0.60％的75Si
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Fe、0.06％
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0.08％的Sn和0.2％
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0.4％的氮化锰铁；
[0009]将孕育处理后的铁水浇注成型，得到灰铸铁。
[0010]根据本申请的一些实施例，以所述铁水的质量计，所述孕育剂中所述氮化锰铁的含量为0.35％。
[0011]根据本申请的一些实施例，所述铁水注入到所述铁水包时的温度为1520℃
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1540℃。
[0012]根据本申请的一些实施例，以质量百分含量计，所述孕育处理后的铁水中C为3.40％
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3.50％、Si为1.90％
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2.00％、Mn为0.80％
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1.00％、P≤0.05％、S为0.06％
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0.12％、Cr为0.35％
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0.45％，Cu为0.40％
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0.50％、Sn为0.065％
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0.07％，其余为微量元素和Fe。
[0013]根据本申请的一些实施例，所述浇注成型的温度为1380℃
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1420℃，所述浇注成型的浇注时间≤8min。
[0014]根据本申请的一些实施例，所述浇注成型时随流加入占所述铁水质量0.1％
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0.2％的珠光体随流孕育剂，其中，以质量百分含量计，所述珠光体随流孕育剂中Si为65％
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72％、Ca为0.5％
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2.0％、Sb为4％
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8％，其余为Fe。
[0015]根据本申请的一些实施例，所述配置并熔炼原料，得到铁水的步骤，包括：按照质量百分含量，称取废钢40％
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50％、铁屑15％
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20％、回炉料30％
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45％、增碳剂1.6％
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2.0％；依次将所述废钢、所述铁屑、所述回炉料和所述增碳剂加入电炉中熔化，并调整成分得到所述铁水。
[0016]根据本申请的一些实施例，所述调整成分的步骤，包括：
[0017]取所述废钢、所述铁屑、所述回炉料和所述增碳剂熔化后的混合物，并制成光谱试块；
[0018]采用快速直读光谱仪检测所述光谱试块中的元素成分，然后根据检测成分与所述铁水的预设成分之间的差异进行调整；
[0019]在所述光谱试块中C元素的成分高于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的废钢；
[0020]在所述光谱试块中C元素的成分低于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的增碳剂；
[0021]在所述光谱试块中Si元素的成分低于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的75Si
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Fe；
[0022]在所述光谱试块中Mn元素的成分低于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的65Mn
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Fe；
[0023]在所述光谱试块中Cr元素的成分低于所述铁水中的预设成分时，加入相应分量的铬铁。
[0024]本申请还提出了一种灰铸铁，其采用上述任意实施例所述的制备方法制备得到。
[0025]本申请还提出了氮化锰铁在用于提高灰铸铁的强度和/或硬度中的应用，其中，氮化锰铁用作孕育剂，其加入量为铁水质量的0.2
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0.4％。
[0026]由上述技术方案可知，本专利技术的优点和积极效果在于：
[0027]本专利技术的灰铸铁的制备方法中在孕育处理中添加有氮化锰铁，利用氮化锰铁中的氮元素能够抑制石墨生长，使石墨变钝、弯曲，同时细化石墨和晶粒，从而减小石墨对基体的割裂作用，显著提升灰铸铁的强度和硬度，所得灰铸铁的抗拉强度达到240MPa以上，布氏硬度达到200HB以上。并且氮化锰铁具有良好的导热性，使得灰铸铁的散热性提升，从而提高使用寿命。
[0028]进一步地，本申请依据铁水的质量优化氮化锰铁的加入量，氮化锰铁用量在0.2％至0.4％之间即可显著提升强度和硬度，且不会出现白口倾向，在提升灰铸铁机械性能的同时，节约了生产成本。
[0029]本专利技术的制备方法孕育剂加入量少、成本低、工艺简单，采用本专利技术的灰铸铁的制备方法所生产的灰铸铁的强度和硬度高，品质较高。
附图说明
[0030]图1是本专利技术实施例的灰铸铁的制备方法的流程图。
具体实施方式
[0031]体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。
[0032]在本申请中，未经特殊说明，所用原料均为本领域熟知的市售商品。
[0033]本专利技术提供一种灰铸铁的制备产方法，该制备方法中在铁水孕育的过程中，以含有氮化锰铁的孕育剂进行孕育处理，氮化锰铁能够限制共晶石墨的生长空间，得到圆润、弯曲、细小的石墨组织，降低石墨对基体的割裂作用，从而能够大幅度提高灰铸铁的抗拉强度和硬度。氮化锰铁成本低廉、添加量较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种灰铸铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：配置并熔炼原料，得到铁水，其中，以质量百分含量计，所述铁水中C为3.40％
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3.50％、Si为1.30％
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1.50％、Mn为0.60％
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0.70％、P≤0.05％、S为0.06％
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0.12％、Cr为0.35％
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0.45％，Cu为0.40％
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0.50％、Sn为0.065％
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0.07％，其余为微量元素和Fe；提供一铁水包，向所述铁水包的包底加入孕育剂，之后将所述铁水注入所述铁水包内进行孕育处理，其中，以所述铁水的质量计，所述孕育剂包括0.40％
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0.60％的75Si
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Fe、0.06％
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0.08％的Sn和0.2％
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0.4％的氮化锰铁；将孕育处理后的铁水浇注成型，得到灰铸铁。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以所述铁水的质量计，所述孕育剂中所述氮化锰铁的含量为0.35％。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铁水注入到所述铁水包时的温度为1520℃
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1540℃。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，以质量百分含量计，所述孕育处理后的铁水中C为3.40％
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3.50％、Si为1.90％
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2.00％、Mn为0.80％
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1.00％、P≤0.05％、S为0.06％
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0.12％、Cr为0.35％
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0.45％，Cu为0.40％
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0.50％、Sn为0.065％
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0.07％，其余为微量元素和Fe。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述浇注成型的温度为1380℃
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【专利技术属性】
技术研发人员：汤森，秦鹏鹏，谢文博，刘洋，范宝锋，李建，许丹，
申请(专利权)人：中集车辆集团股份有限公司中国国际海运集装箱集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：