專利名稱：低鉻銅合金灰鑄鐵及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種專用于澆鑄1259-0785鐵質(zhì)汽車發(fā) 動機(jī)冷卻水泵的灰鑄鐵材料及其制備方法。
技術(shù)背景目前生產(chǎn)1259-0785鐵質(zhì)汽車發(fā)動機(jī)冷卻水泵普遍使用的是牌號為HT200 的灰鑄鐵?；诣T鐵是由鐵、廢鋼、碳、硅、錳等組成的合金，在鑄造過程中技 術(shù)含量相對較低，對熔煉操作一般控制好碳、硅、錳、磷、硫的化學(xué)成分就可 達(dá)到要求。但是使用牌號為HT200的灰鑄鐵生產(chǎn)的水泵鑄件在表面光潔度、強(qiáng) 度、硬度、耐磨、耐腐蝕等方面存在不足，影響水泵及發(fā)動機(jī)的性能和使用壽 命。鉻在鑄鐵中有促進(jìn)滲碳體生成的傾向，鑄鐵中加入金屬元素鉻，會促使鑄 件白口傾向增大，并且使?jié)沧囟绕?。由?259-0785鐵質(zhì)汽車發(fā)動機(jī)冷卻 水泵鑄件的壁厚在3.5毫米-40毫米之間，相差懸殊，結(jié)構(gòu)異常復(fù)雜，澆注溫度 控制不當(dāng)及鑄件中白口增多會使水泵在精加工中遇到很大困難。因此現(xiàn)有澆鑄 1259-0785鐵質(zhì)汽車發(fā)動機(jī)冷卻水泵的灰鑄鐵中不含鉻。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有牌號為HT200的灰鑄鐵材料在鑄造鐵質(zhì)汽車發(fā) 動機(jī)冷卻水泵時的不足，提供一種專用于澆鑄1259-0785鐵質(zhì)汽車發(fā)動機(jī)冷卻 水泵的，耐磨耐腐蝕的低鉻銅合金灰鑄鐵及其制備方法。本發(fā)明低鉻銅合金灰鑄鐵的化學(xué)組成成份是(重量比)碳3.15—3.55%， 硫《0.16%，磷《0.10%，錳0.45-0.9%，硅2.10—2.65%,鉻0.20—0.40%,銅 《0.40%，余量為鐵和可忽略不計的其它微量元素。本發(fā)明低鉻銅合金灰鑄鐵采取沖天爐熔煉，隨流孕育處理，其制備工藝步 驟是-(1) 爐前檢修；(2) 沖天爐點(diǎn)火；(3) 裝料，裝料順序?yàn)榻固恳皇沂粡U鋼一新生鐵一回爐料一錳鐵、硅鐵；(4) 送風(fēng)；(5) 爐前控制，鐵水出爐溫度為攝氏143CTC—146(TC，電解銅加入到吊包 底部，加入量小于等于成品總重量的0.40%，塊度為10 40毫米；(6) 在出鐵量達(dá)總量的1/5~1/4時，從鐵槽把預(yù)熱到暗紅色粒度3~5毫米 的鉻鐵隨流沖入包內(nèi)，加入量以成品中含絡(luò)量達(dá)0.20—0.40%為準(zhǔn)；(7) 當(dāng)出鐵量達(dá)總量的1/4 1/3后，在出鐵槽隨流加入孕育劑，加入時間 應(yīng)占全部出鐵時間的60 80%;加入孕育劑的重量為成品總量的為0.25 0.35%， 加入的孕育劑應(yīng)全部熔解，孕育處理后的鐵液，停留的時間不得超過12分鐘；(8) 取樣檢驗(yàn)。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于1、采用在鑄鐵中加入適量鉻元素提高固溶體的電極電位， 在鑄鐵表面形成一層堅固的固氧化鉻保護(hù)膜，對含氧的酸性介質(zhì)及有機(jī)酸有良 好的耐腐蝕性能。鉻在鑄鐵中有促進(jìn)滲碳體生成的傾向，并具有細(xì)化和促進(jìn)珠 光體形成的作用，在隨流孕育條件下適量的鉻可以使鑄鐵組織更致密，提高水 泵鑄鐵強(qiáng)度、韌性，增加耐磨性能，提高水泵轉(zhuǎn)速和揚(yáng)程。2、在鑄鐵中加入銅 元素穩(wěn)定珠光體，并可提高鑄鐵在浸入介質(zhì)中的耐腐蝕性能，且銅元素是促進(jìn) 石墨化元素，可抵消鉻元素在鑄件中易形成的白口等不利影響，在薄壁鑄件中
尤其明顯，有利于保證鐵液的澆注工藝及鑄件的精加工性能。
具體實(shí)施方式
低鉻銅合金灰鑄鐵，其制備工藝步驟為(1) 爐前檢修；(2) 沖天爐點(diǎn)火；(3) 裝料(3.1) 裝料前可鼓風(fēng)2分鐘左右，調(diào)整好底焦高度后，把石灰石加到爐腔中心，批量為層焦石灰石量的2~3倍；(3.2) 校正稱量地磅，嚴(yán)格按照配料單，準(zhǔn)確稱量裝料，稱量誤差小于3%，加料順序?yàn)榻固恳皇沂粡U鋼一新生鐵一回爐料一錳鐵、硅鐵，最初3批 料應(yīng)加入塊度較小的爐料，容量為5噸的沖天爐，每批加料量為500千克，容 量為3噸的沖天爐，每批加料量為300千克；(4) 送風(fēng)；(4. l)裝滿爐料后，自然通風(fēng)15 30分鐘，清理并檢査風(fēng)道，送風(fēng)前打開 風(fēng)口，風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常；(4.2)待放出最初的冷鐵水后，將出鐵孔堵著，調(diào)整風(fēng)量、風(fēng)壓，確定適 宜風(fēng)焦化，及時清理風(fēng)口處結(jié)渣，但不要同時打開兩個以上的風(fēng)口；(4. 3)熔化過程中不得隨意停風(fēng)，若遇特殊情況中途停風(fēng)，應(yīng)立即打開2 3個風(fēng)口，在恢復(fù)送風(fēng)1 2分鐘后，方可關(guān)閉風(fēng)口；(5) 爐前控制(5. 1)送風(fēng)后在主風(fēng)口觀察鐵液滴，在底焦高度合適的情況下，7~8分鐘 可觀察到鐵液滴；15分鐘左右在前爐出鐵槽見到鐵液；(5.2) 控制出渣時間， 一般每小時出渣一次，以爐渣色澤或拉絲等判斷爐況；(5.3) 鐵水出爐溫度控制在攝氏1430°C—1460°C，及時調(diào)整風(fēng)焦比，并做 好記錄；(5.4) 出鐵液前，把稱量準(zhǔn)確的電解銅加入到吊包底部，加入量為成品總
量的0.35~0.4%，塊度為10~40毫米；(6) 在出鐵量達(dá)總量的1/5-1/4時，從鐵槽把預(yù)熱到暗紅色粒度3~5毫米的鉻鐵隨流沖入包內(nèi)，加入量以成品中含鉻量達(dá)0.20—0.40%為準(zhǔn)；(7) 當(dāng)出鐵量達(dá)總量的1/4~1/3后，在出鐵槽隨流加入孕育劑，加入時間 應(yīng)占全部出鐵時間的60 80%;加入孕育劑的重量為成品總量的為0.25~0.35%， 加入的孕育劑應(yīng)全部熔解，孕育處理后的鐵液，停留的時間不得超過12分鐘；(8) 取樣檢驗(yàn)。經(jīng)檢驗(yàn)低鉻銅合金灰鑄鐵的化學(xué)組成成份是(重量比)碳3.15—3.55%， 硫《0.16%，磷《0.腦，錳0.45-0.9%，硅2.10—2.65%,鉻0.20—0.40%，銅 《0.40%，余量為鐵和可忽略不計的其它微量元素。
權(quán)利要求
1、低鉻銅合金灰鑄鐵，其特征在于它的化學(xué)組成成份按重量比計為碳3.15-3.55％、硫≤0.16％、磷≤0.10％、錳0.45-0.9％、硅2.10-2.65％、鉻0.20-0.40％、銅≤0.40％、余量為鐵和可忽略不計的其它微量元素。
2、 低鉻銅合金灰鑄鐵的制備方法，其特征在于低鉻銅合金灰鑄鐵采取沖 天爐熔煉，隨流孕育處理，其制備工藝步驟是(1) 爐前檢修；(2) 沖天爐點(diǎn)火；(3) 裝料，裝料順序?yàn)榻固恳皇沂粡U鋼一新生鐵一回爐料一錳鐵、硅鐵；(4) 送風(fēng);(5) 爐前控制，鐵水出爐溫度為攝氏1430'C—146(TC，電解銅加入到吊包 底部，加入量小于等于成品總重量的0.40%，塊度為10 40毫米；(6) 在出鐵量達(dá)總量的1/5 1/4時，從鐵槽把預(yù)熱到暗紅色粒度3 5毫米 的鉻鐵隨流沖入包內(nèi)，加入量以成品中含鉻量達(dá)0.20—0.40%為準(zhǔn)；(7) 當(dāng)出鐵量達(dá)總量的1/4 1/3后，在出鐵槽隨流加入孕育劑，加入時間 應(yīng)占全部出鐵時間的60~80%;加入孕育劑的重量為成品總量的0.25~0.35%，加 入的孕育劑應(yīng)全部熔解，孕育處理后的鐵液，停留的時間不得超過12分鐘；(8) 取樣檢驗(yàn)。
3、 據(jù)權(quán)利要求2所述的低鉻銅合金灰鑄鐵的制備方法，其特征在于所述裝料步驟包括(1)裝料前可鼓風(fēng)2分鐘左右，調(diào)整好底焦高度后，把石灰石加到爐腔中心，批量為層焦石灰石量的2 3倍；(2)校正稱量地磅，嚴(yán)格按照 配料單，準(zhǔn)確稱量裝料，稱量誤差小于3%，加料順序?yàn)榻固恳皇沂粡U鋼 —新生鐵一回爐料一錳鐵、硅鐵，最初3批料應(yīng)加入塊度較小的爐料，容量為5 噸的沖天爐，每批加料量為500千克，容量為3噸的沖天爐，每批加料量為300千克。
4、 據(jù)權(quán)利要求2所述的低鉻銅合金灰鑄鐵的制備方法，其特征在于所述送風(fēng)包括(1)裝滿爐料后，自然通風(fēng)15 30分鐘，清理并檢査風(fēng)道，送風(fēng)前打 開風(fēng)口，風(fēng)鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)正常；(2)待放出最初的冷鐵水后，將出鐵孔堵著，調(diào) 整風(fēng)量、風(fēng)壓，確定適宜風(fēng)焦化，及時清理風(fēng)口處結(jié)渣，但不要同時打開兩個 以上的風(fēng)口； ( 3)熔化過程中不得隨意停風(fēng)，若遇特殊情況中途停風(fēng)，應(yīng)立即 打開2 3個風(fēng)口，在恢復(fù)送風(fēng)1 2分鐘后，方可關(guān)閉風(fēng)口。
5、 據(jù)權(quán)利要求2所述的低鉻銅合金灰鑄鐵的制備方法，其特征在于所述 爐前控制包括(l)送風(fēng)后在主風(fēng)口觀察鐵液滴，在底焦高度合適的情況下，7 8 分鐘可觀察到鐵液滴，15分鐘左右在前爐出鐵槽見到鐵液；(2)控制出渣時間， 一般每小時出渣一次，以爐渣色澤或拉絲等判斷爐況；(3)鐵水出爐溫度控制 在攝氏1430'C—146(TC，及時調(diào)整風(fēng)焦比，并做好記錄；(4)出鐵液前，把稱 量準(zhǔn)確的電解銅加入到吊包底部，加入量為成品總量的0.35~0.4%，塊度為10 40
全文摘要
本發(fā)明提供的低鉻銅合金灰鑄鐵及其制備方法，它涉及材料技術(shù)領(lǐng)域。低鉻銅合金灰鑄鐵的化學(xué)組成成份是(重量比)碳3.15-3.55％，硫≤0.16％，磷≤0.10％，錳0.45-0.9％，硅2.10-2.65％，鉻0.20-0.40％，銅≤0.40％，余量為鐵和可忽略不計的其它微量元素。其制備工藝步驟是爐前檢修；沖天爐點(diǎn)火；裝料；送風(fēng)；爐前控制，鐵水出爐溫度為攝氏1430℃-1460℃；包底加銅，隨流加鉻，隨流加入孕育劑；取樣檢驗(yàn)。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)在于在鑄鐵中加入適量鉻元素、銅元素，提高鑄鐵強(qiáng)度、韌性，增加耐磨性能，提高水泵轉(zhuǎn)速和揚(yáng)程。
文檔編號C22C37/10GK101210296SQ200710192219
公開日2008年7月2日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者劍 劉, 胡通海, 軍 高 申請人:鹽城多為集團(tuán)有限公司