【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于成型铸造，尤其涉及一种高性能要求的灰铸铁及生产方法。
技术介绍
1、含碳量在2.11％-6.69％的铁碳合金称为铸铁。铸铁具有良好的铸造性能，有一定的力学性能和良好的减震性、耐磨性，加入少量合金还可以使铸造具有某些特殊性能。其中铸铁中的碳分主要以片状石墨形式出现的，其断口呈灰色的铸铁我们称之为灰口铸铁。
2、针对抗拉强度要求在300mpa以上的ht300牌号的灰铸铁，市场上相关的灰铸铁生产技术颇为繁琐，工艺要求范围宽，导致生产过程不稳定，不能够稳定的满足客户要求。
3、另外：现有技术对灰铸铁的孕育处理效果不良，导致石墨等级偏低，石墨粗大，影响材料性能；现有技术大多仅通过调整ce含量，而不添加其它合金元素，很难达到理想的抗拉强度。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服现有技术中的不足，提供一种高性能要求的灰铸铁及生产方法。
2、这种高性能要求的灰铸铁，以质量百分比计，由以下组分组成：
3、3.1～3.2％的c，
4、0.65～0.8％的mn，
5、0.05％以内的p，
6、0.04～0.12％的s，
7、1.85～2.05％的si，
8、0.5～0.7％的cu，
9、0.3～0.4％的ni，
10、0.3～0.4％的cr，
11、0.3～0.5％的mo；
12、其余部分为废钢和灰铁回炉料的混合物，废钢和灰铁回炉料
13、作为优选：s的质量百分比为0.04～0.08％；mo的质量百分比为0.3～0.4％。
14、这种高性能要求的灰铸铁的生产方法，包括以下步骤：
15、步骤1、按灰铸铁的各组分含量占比，配备炉料，并将较大的炉料切割成小块，便于加入炉内；
16、步骤2、装料熔化：先向中频炉坩埚的炉底逐步加入步骤1配备好的炉料中的一部分废钢，再加入一部分c(增碳剂)；随后逐步加入剩余的废钢、剩余部分的c和灰铁回炉料；在中频炉坩埚中所加入的物料即将全部熔化时，向中频炉坩埚中加入含有对应质量百分比的mn、p、s、si、cu、ni、cr和mo元素的物料；满足熔化过程中低温增碳高温补碳、先增碳后增硅的要求进行；加入的物料完全熔化后，得到熔化好的铁水，并在设定时长内将熔化好的铁水从中频炉坩埚中取出；为保证铁水冶金质量，熔化好的铁水在炉子里的停留时间不允许超过1小时，若超过1小时则需要浇注三角试块看白口情况(且长时间的最大保温温度不允许超过1450c)；由于设备故障或其他原因导致铁水长时间保温后，铁水出炉前必须要用三角试块检测其白口化倾向；熔炼时需要快速、准确；合金加入炉内时需要烘烤干，且合金的加入顺序应合理，使回收率最大；出炉温度合适后才能出铁水，出铁水前浇注一个三角试块看断口(和孕育后的做对比)；
17、步骤3、测温取样：将步骤2所得的熔化好的铁水在1500～1550℃下精炼5～15分钟后，进行测温，并于1440～1480℃时在液面下方100mm位置以下进行取样，将取样时间与步骤2中将熔化好的铁水从中频炉坩埚中取出的时间间隔控制在设定值内；
18、步骤4、进行炉前光谱检验和铁液温度测定，均达到要求后，进行出铁孕育或随流孕育；
19、步骤5、待铁液包内铁液面呈镜面后进行浇注，得到灰铸铁；孕育作用随着浇注(停留)时间的延长而逐渐消失，称之为孕育衰退。为了控制孕育衰退，要求处理后的铁液浇注时间不超过10分钟(公司使用的是高效孕育剂，此时间低于实际的孕育剂衰退时间)；浇注时应把包嘴靠近外浇口，把撇渣棒放在包嘴附近的铁液表面，以阻止包中的熔渣、散粒的聚渣剂随铁液流入铸型内；浇注时不能中断铁流，应始终使浇口杯保持充满；有些产品为了更好的挡渣采用茶壶包浇注；浇注时应及时引火，使铸型中的气体更快排出；准备好跑火时堵漏用的泥塞等工具材料，轻微跑火时应该立即抢救。
20、作为优选：步骤2中加入的含si元素的物料为碳化硅。
21、作为优选：步骤2中在1小时内将熔化好的铁水从中频炉坩埚中取出；从中频炉坩埚中取出的熔化好的铁水温度不低于1420℃，以保证孕育剂的吸收以及孕育效果。
22、作为优选：步骤3中将取样时间与步骤2中将熔化好的铁水从中频炉坩埚中取出的时间间隔控制在20分钟内；若超过20分钟，则需要重新取样打光谱，直到成分合格(其中c,s以碳硫分析仪为准)。
23、作为优选，步骤4中进行出铁孕育时：启动倾炉开关转动炉体，向铁液包内冲入铁液，向铁液包内加入孕育剂，孕育剂伴随出铁慢慢加入，孕育剂的加入时间占出铁时间的1/2以上；出铁完毕，搅拌铁液，撒入清渣剂，扒渣取样(注意光谱试样必须要保证全白口，用铜板激冷)。
24、作为优选：孕育剂的加入量占铁液包内铁液总质量的0.2～0.4％。
25、作为优选：对于1e0538材质和较大铸件，采用随流孕育，随流孕育可以起到强化孕育的效果，可以抑制渗碳体，促进石墨化，防止薄壁铸件的边角出现白口，同时容易获得更加细小的a型石墨；其余的灰铸铁采用出铁孕育。
26、本专利技术的有益效果是：
27、本专利技术更为精准地控制灰铸铁的化学成分范围；增加灰铸铁中c含量，进而升高屈服点和抗拉强度，降低塑性和韧性；调整si元素的含量，提高了灰铸铁的弹性极限，屈服点和抗拉强度；加入ni元素，提高灰铸铁的强度的同时还能保持良好的塑性和韧性；加入cr元素，提高铸铁的强度和硬度。
28、本专利技术的生产方法，生产出的抗拉强度要求在300mpa以上的ht300牌号的灰铸铁性能稳定、生产成本低，过程控制简单，对于加入的合金要求较低；本专利技术添加的合金比较均匀，对于生产出的灰铸铁，在强度和硬度方面提升较为明显。
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1.一种高性能要求的灰铸铁，其特征在于，以质量百分比计，由以下组分组成：
2.根据权利要求1所述高性能要求的灰铸铁，其特征在于：S的质量百分比为0.04～0.08％；Mo的质量百分比为0.3～0.4％。
3.一种如权利要求1至2任一项所述高性能要求的灰铸铁的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述高性能要求的灰铸铁的生产方法，其特征在于：步骤2中加入的含Si元素的物料为碳化硅。
5.根据权利要求3所述高性能要求的灰铸铁的生产方法，其特征在于：步骤2中在1小时内将熔化好的铁水从中频炉坩埚中取出；从中频炉坩埚中取出的熔化好的铁水温度不低于1420℃。
6.根据权利要求5所述高性能要求的灰铸铁的生产方法，其特征在于：步骤3中将取样时间与步骤2中将熔化好的铁水从中频炉坩埚中取出的时间间隔控制在20分钟内。
7.根据权利要求6所述高性能要求的灰铸铁的生产方法，其特征在于，步骤4中进行出铁孕育时：启动倾炉开关转动炉体，向铁液包内冲入铁液，向铁液包内加入孕育剂，孕育剂伴随出铁慢慢加入，孕育剂的加入时间占
8.根据权利要求7所述高性能要求的灰铸铁的生产方法，其特征在于：孕育剂的加入量占铁液包内铁液总质量的0.2～0.4％。
9.根据权利要求3所述高性能要求的灰铸铁的生产方法，其特征在于：对于1E0538材质和较大铸件，采用随流孕育；其余的灰铸铁采用出铁孕育。
...【技术特征摘要】
1.一种高性能要求的灰铸铁，其特征在于，以质量百分比计，由以下组分组成：
2.根据权利要求1所述高性能要求的灰铸铁，其特征在于：s的质量百分比为0.04～0.08％；mo的质量百分比为0.3～0.4％。
3.一种如权利要求1至2任一项所述高性能要求的灰铸铁的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述高性能要求的灰铸铁的生产方法，其特征在于：步骤2中加入的含si元素的物料为碳化硅。
5.根据权利要求3所述高性能要求的灰铸铁的生产方法，其特征在于：步骤2中在1小时内将熔化好的铁水从中频炉坩埚中取出；从中频炉坩埚中取出的熔化好的铁水温度不低于1420℃。
6.根据权利要求5所述高性能要求的灰...
【专利技术属性】
技术研发人员：魏晋南，孙全友，华晓斌，蒋德生，李天朋，
申请(专利权)人：鹰普机械宜兴有限公司，
类型：发明
国别省市：
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