铸态厚大断面珠光体球墨铸铁及其铸造方法

摘要

本发明公开了一种铸态厚大断面珠光体球墨铸铁及其铸造方法，它由以下重量百分比的组分组成：碳3.4%～3.7%、硅2.1%～2.6%、锰0.4%～0.8%、磷≤0.04%、硫≤0.02%、镁0.03%～0.05%、铜0.4%～1.0%、锑0.01%～0.02%、稀土0.01%～0.03%、及其他微量元素含量总和≤0.1%、余量为铁；它的铸造方法包括以下传统工艺步骤：配料、熔炼、球化处理、孕育处理、浇注；本发明铸态厚大断面珠光体球墨铸铁的抗拉强度≥592MPa，屈服强度≥357MPa，延伸率≥4%，布氏硬度HB224~HB240；珠光体含量≥85%，具有良好的力学性能。

说明书

技术领域

本发明涉及一种球墨铸铁，具体讲是一种铸态厚大断面珠光体球墨铸铁及其铸造方法。

背景技术

厚大断面球墨铸铁是指壁厚大于或等于100mm的球墨铸铁，珠光体球墨铸铁是指基体组织中珠光体占80%以上的球墨铸铁，珠光体球墨铸铁以其优良的性能，在机械制造工业中应用广泛。目前生产厚大断面珠光体球墨铸铁大多需要通过后期热处理获得，少数采用铸态下生产厚大断面珠光体球墨铸铁的方法，所需原料种类较多，工艺步骤相对复杂，生产成本高，生产效率低，同时生产出来的球墨铸铁力学性能不理想。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是，克服以上现有技术的不足：提供一种所需原料种类少、生产成本低又有良好力学性能的铸态厚大断面珠光体球墨铸铁。

本发明的一个技术解决方案如下：

一种铸态厚大断面珠光体球墨铸铁，含有铁、碳、硅、锰、磷、硫、镁、铜、锑、稀土及其他微量元素，各组分的重量百分比为：碳3.4%～3.7%、硅2.1%～2.6%、锰0.4%～0.8%、磷≤0.04%、硫≤0.02%、镁0.03%～0.05%、铜0.4%～1.0%、锑0.01%～0.02%、稀土0.01%～0.03%及其他微量元素含量总和≤0.1%、余量为铁。

本发明要解决的另一个技术问题是，克服以上现有技术的不足：提供一种工艺简单、生产效率高的铸态厚大断面珠光体球墨铸铁的铸造方法。

本发明的另一个技术解决方案如下：

一种铸态厚大断面珠光体球墨铸铁的铸造方法，包括以下传统工艺步骤：配料、熔炼、球化处理、孕育处理、浇注；采用生铁、回炉料、废钢、硅铁、锰铁、电解铜、锑锭为原料，经过配料，采用冲天炉—电炉双联进行熔炼，再将熔炼好的铁水经过球化处理，孕育处理后出铁浇注；其中采用冲入法球化处理，采用的球化剂为钇基重稀土球化剂和轻稀土球化剂混合剂，其中混合剂中轻稀土球化剂占60%～80%，其余为钇基重稀土球化剂；孕育处理采用出铁槽孕育、随流孕育和型内孕育相结合，其中，出铁槽孕育采用硅钡钙孕育剂；随流孕育采用硅钡钙孕育剂；型内孕育采用75硅铁孕育剂；球化剂及孕育剂的加入量通过对原铁水成分及目标铁水成分综合计算而定，出铁前保持铁液温度为1500℃~1520℃下静置10~30分钟，最终浇注温度控制在1290℃~1320℃。

本发明的有益效果是：按本发明的铸造方法生产的铸态厚大断面珠光体球墨铸铁，铸态下根据GB/T 228.1-2010和GB/T 231.1-2009测得抗拉强度≥592MPa，屈服强度≥357 MPa，延伸率≥4%，布氏硬度HB224~HB240；根据GB/T 9441-2009测得铸件中心部位金相组织基体为珠光体≥85%，石墨大小5~6级，球化级别2~3级，具有良好的力学性能；同时采用铸态生产珠光体球墨铸铁，能节省成本，提高生产效率，对提高经济效益具有非常重要的意义。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。

实施例一

生产铸件尺寸为300mm×300mm×500mm的铸态厚大断面珠光体球墨铸铁目标铸件；其中铸态厚大断面珠光体球墨铸铁目标铸件各组分的重量百分比为：碳3.58%、硅2.43%、锰0.65%、磷0.03%、硫0.015%、镁0.04%、铜0.4%、锑0.016%、稀土0.03%及其他微量元素含量总和≤0.1%、余量为铁。

采用生铁、回炉料、废钢、硅铁、锰铁、电解铜、锑锭为原料，将上述原料按照所给出的目标铸件组分进行配料，采用冲天炉—电炉双联进行熔炼，再将熔炼好的铁水经过球化处理，孕育处理后出铁浇注；选用钇基重稀土球化剂和轻稀土球化剂混合剂为球化剂，混合剂中轻稀土球化剂占65%，其余为钇基重稀土球化剂；出铁槽孕育选用硅钡钙孕育剂；随流孕育选用硅钡钙孕育剂；型内孕育采用75硅铁孕育剂；球化剂及孕育剂的加入量通过对原铁水成分及目标铁水成分综合计算而定，出铁前保持铁液在1510℃高温下静置10分钟，最终浇注温度控制在1304℃，浇注冷却成型即可。

取所得300mm×300mm×500mm铸件中心位即250mm处切割一块300mm×300mm×20m的铁块进行力学性能检测。

根据GB/T 228.1-2010和GB/T 231.1-2009测得上述铸件的铸态性能为：抗拉强度为592MPa，屈服强度为357MPa，延伸率为4%，布氏硬度为HB224；根据GB/T 9441-2009测得铸件金相组织基体为珠光体85%，石墨大小5级，球化级别3级。

实施例二

生产铸件尺寸为250mm×250mm×500mm的铸态厚大断面珠光体球墨铸铁目标铸件；其中铸态厚大断面珠光体球墨铸铁目标铸件各组分的重量百分比为：碳3.6%、硅2.1%、锰0.8%、磷0.03%、硫0.02%、镁0.05%、铜0.8%、锑0.02%、稀土0.03%及其他微量元素含量总和≤0.1%、余量为铁。

采用生铁、回炉料、废钢、硅铁、锰铁、电解铜、锑锭为原料，将上述原料按照所给出的目标铸件组分进行配料，采用冲天炉—电炉双联进行熔炼，再将熔炼好的铁水经过球化处理，孕育处理后出铁浇注；选用钇基重稀土球化剂和轻稀土球化剂混合剂为球化剂，混合剂中轻稀土球化剂占70%，其余为钇基重稀土球化剂；出铁槽孕育选用硅钡钙孕育剂；随流孕育选用硅钡钙孕育剂；型内孕育采用75硅铁孕育剂；球化剂及孕育剂的加入量通过对原铁水成分及目标铁水成分综合计算而定，出铁前保持铁液在1520℃高温下静置15分钟，最终浇注温度控制在1300℃，浇注冷却成型即可。

取所得250mm×250mm×500mm铸件中心位即250mm处切割一块250mm×250mm×20m的铁块进行力学性能检测。

根据GB/T 228.1-2010和GB/T 231.1-2009测得上述铸件的铸态性能为：抗拉强度为600MPa，屈服强度为360MPa，延伸率为4%，布氏硬度为HB230；根据GB/T 9441-2009测得铸件金相组织基体为珠光体90%，石墨大小5级，球化级别2级。

实施例三

生产铸件尺寸为200mm×200mm×500mm的铸态厚大断面珠光体球墨铸铁目标铸件；其中铸态厚大断面珠光体球墨铸铁目标铸件各组分的重量百分比为：碳3.7%、硅2.6%、锰0.7%、磷0.03%、硫0.01%、镁0.03%、铜0.7%、锑0.02%、稀土0.03%及其他微量元素含量总和≤0.1%、余量为铁。

采用生铁、回炉料、废钢、硅铁、锰铁、电解铜、锑锭为原料，将上述原料按照所给出的目标铸件组分进行配料，采用冲天炉—电炉双联进行熔炼，再将熔炼好的铁水经过球化处理，孕育处理后出铁浇注；选用钇基重稀土球化剂和轻稀土球化剂混合剂为球化剂，混合剂中轻稀土球化剂占70%，其余为钇基重稀土球化剂；出铁槽孕育选用硅钡钙孕育剂；随流孕育选用硅钡钙孕育剂；型内孕育采用75硅铁孕育剂；球化剂及孕育剂的加入量通过对原铁水成分及目标铁水成分综合计算而定，出铁前保持铁液在1520℃高温下静置15分钟，最终浇注温度控制在1300℃，浇注冷却成型即可。

取所得200mm×200mm×500mm铸件中心位即250mm处切割一块200mm×200mm×20m的铁块进行力学性能检测。

根据GB/T 228.1-2010和GB/T 231.1-2009测得上述铸件的铸态性能为：抗拉强度为620MPa，屈服强度为380MPa，延伸率为3%，布氏硬度为HB226；根据GB/T 9441-2009测得铸件金相组织基体为珠光体95%，石墨大小6级，球化级别3级。