專利名稱：一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及奧貝氏體合金灰鐵的制備方法。
背景技術(shù)：
由于灰鑄鐵具有獨(dú)特的性能特點(diǎn)，因此在機(jī)械、機(jī)床、冶金、汽車等行業(yè)的應(yīng)用中占有非常重要的位置。改革開(kāi)放30年來(lái)，我國(guó)的灰鑄鐵生產(chǎn)技術(shù)水平獲得了很大提高。但與國(guó)外先進(jìn)國(guó)家相比，還存在著較大差距。隨著機(jī)械、冶金、紡織等行業(yè)對(duì)鑄件質(zhì)量要求的提高，高強(qiáng)度灰鑄鐵的需求量急劇增長(zhǎng)，過(guò)去的一二十年間，國(guó)內(nèi)外對(duì)奧貝球鐵的研究已積累了大量的資料，我國(guó)已開(kāi)始進(jìn)入應(yīng)用階段。但是對(duì)奧貝灰鐵的研究，國(guó)內(nèi)外還較少。由于奧貝體基體的灰鐵與珠光體基體的灰鑄鐵相比，在強(qiáng)度、耐磨性、吸震性能以及エ藝性能等方面有較大幅度的提高，因此奧貝體基體的灰鐵可望作為鑄鐵的新成員，進(jìn)入エ業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，目前現(xiàn)有的灰鐵，其抗拉強(qiáng)度約為350MPa，延伸率約幾乎為零，最高布氏硬度約為250，抗拉強(qiáng)度低，硬度低，延伸率低，不足以滿足機(jī)械、機(jī)床、冶金、汽車等行業(yè)對(duì)鑄件的高要求，因此研究一種エ藝性能優(yōu)異，具有高強(qiáng)度、高硬度以及良好的韌性的灰鐵是迫切的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決現(xiàn)有的灰鐵強(qiáng)度和硬度不高，韌性差的技術(shù)問(wèn)題，而提供ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法。本發(fā)明的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的質(zhì)量份數(shù)分別為6(Γ70、1(Γ20和1(Γ20，稱取QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼，再按鑰鐵質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為(I. 5^1. 8) :100，按電解銅質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為(2 2. 2)100，按硅鋇孕育劑的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為(O. 9^1. I)100，按CaO-Al2O3基鋼液凈化劑的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為(O. 3^0. 5) :100，按火山灰除渣劑的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為(O. 5^0. 7) : 100，稱取鑰鐵、電解銅、硅鋇孕育劑、CaO-Al2O3基鋼液凈化劑和火山灰除渣劑；ニ、依次將步驟ー稱取的QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼加入到中頻爐中，升溫至爐料熔化為液態(tài)，再向其中加入步驟ー稱取的鑰鐵和電解銅，繼續(xù)升溫至溫度為1440 1460で，靜置2 4min，出爐，得到鐵液；三、向澆注包底加入步驟ー稱取的硅鋇孕育劑，再加入步驟ー稱取的CaO-Al2O3基鋼液凈化劑，然后將步驟ニ得到的鐵液沖入到澆注包中，在溫度為142(T145(TC的條件下，保溫O. Γ0. 6min完成孕育，然后加入步驟ー稱取的火山灰除渣劑，充分扒渣后，在澆注溫度為137(T141(TC的條件下進(jìn)行澆注，得到熱處理前的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵；
四、將步驟三中得到的熱處理前的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵裝入熱處理爐中，升溫至溫度為63(T670°C，恒溫15 25min，然后繼續(xù)升溫至溫度為86(T90(TC，并保溫f3h，然后取出并立刻放入溫度為280-300°C的鹽浴中，恒溫f2h，完成熱處理，再將熱處理后的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵放入溫度為18(T220°C的箱式爐中，保溫2(T40min，隨爐冷卻至室溫后取出，得到一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鉄。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的制備方法中，通過(guò)加入鑰元素大幅提高灰鐵的硬度值和韌性值，銅元素屬于石墨化元素，通過(guò)控制灰鑄鐵中銅元素的加入量，不僅能消除碳化物形成元素的激冷傾向，促進(jìn)A型石墨的形成，還可以改善鑄件顯微組織 的均勻性，而硫元素是嚴(yán)重阻礙石墨化的元素，當(dāng)含硫量高吋，鑄鐵有形成白ロ的傾向，且硫在鑄鐵晶界上形成低熔點(diǎn)(9850C )的共晶體(FeS+Fe)，使鑄鐵具有熱脆性。此外，硫還使鑄鐵鑄造性變壞，如降低鐵液流動(dòng)性、增大鑄件收縮率等，因此高強(qiáng)度合金鑄鐵對(duì)硫的含量要求較嚴(yán)，最好低于0. 020%,同時(shí)本發(fā)明的制備方法選擇了ー種既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠的熱處理方法，即鹽浴等溫淬火，經(jīng)本發(fā)明的制備方法得到的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鉄，組織致密，性能穩(wěn)定，通過(guò)等溫淬火后抗拉強(qiáng)度為60(T650MPa，布氏硬度為345 360HBW，強(qiáng)度和硬度大，延伸率為4% 5%，韌性好，可廣泛的應(yīng)用在機(jī)械、機(jī)床、冶金、汽車等領(lǐng)域。


圖I為試驗(yàn)一制備的熱處理前的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵試樣的石墨形狀金相顯微鏡照片；圖2為試驗(yàn)一制備的熱處理后的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的基體組織金相顯微鏡照片。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的質(zhì)量份數(shù)分別為60 70、10 20和10 20，稱取QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼，再按鑰鐵質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為Cl. 5^1. 8) :100，按電解銅質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為(2 2. 2)100，按硅鋇孕育劑的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為(0. 9^1. I)100，按CaO-Al2O3基鋼液凈化劑的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為(0. 3^0. 5) :100，按火山灰除渣劑的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為(0. 5^0. 7) : 100，稱取鑰鐵、電解銅、硅鋇孕育劑、CaO-Al2O3基鋼液凈化劑和火山灰除渣劑；ニ、依次將步驟ー稱取的QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼加入到中頻爐中，升溫至爐料熔化為液態(tài)，再向其中加入步驟ー稱取的鑰鐵和電解銅，繼續(xù)升溫至溫度為1440 1460で，靜置2 4min，出爐，得到鐵液；三、向澆注包底加入步驟ー稱取的硅鋇孕育劑，再加入步驟ー稱取的CaO-Al2O3基鋼液凈化劑，然后將步驟ニ得到的鐵液沖入到澆注包中，在溫度為142(T1450°C的條件下，保溫0. 4^0. 6min完成孕育，然后加入步驟ー稱取的火山灰除渣劑，充分扒渣后，在澆注溫度為137(T141(TC的條件下進(jìn)行澆注，得到熱處理前的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵；
四、將步驟三中得到的熱處理前的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵裝入熱處理爐中，升溫至溫度為63(T670°C，恒溫15 25min，然后繼續(xù)升溫至溫度為86(T90(TC，并保溫f3h，然后取出并立刻放入溫度為280-300°C的鹽浴中，恒溫f2h，完成熱處理，再將熱處理后的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵放入溫度為18(T220°C的箱式爐中，保溫2(T40min，隨爐冷卻至室溫后取出，得到一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鉄。本實(shí)施方式的制備方法中，通過(guò)加入鑰元素大幅提高灰鐵的硬度值和韌性值，銅元素屬于石墨化元素，通過(guò)控制灰鑄鐵中銅元素的加入量，不僅能消除碳化物形成元素的激冷傾向，促進(jìn)A型石墨的形成，還可以改善鑄件顯微組織的均勻性，而硫元素是嚴(yán)重阻礙石墨化的元素，當(dāng)含硫量高時(shí)，鑄鐵有形成白ロ的傾向，且硫在鑄鐵晶界上形成低熔點(diǎn)(98 5 °C )的共晶體(Fe S+Fe )，使鑄鐵具有熱脆性。此外，硫還使鑄鐵鑄造性變壞，如降低鐵液流動(dòng)性、增大鑄件收縮率等，因此高強(qiáng)度合金鑄鐵對(duì)硫的含量要求較嚴(yán)，最好低于
O.020%,同時(shí)本實(shí)施方式的制備方法選擇了ー種既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠的熱處理方法，即鹽浴等溫淬火，經(jīng)本實(shí)施方式的制備方法得到的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵，各成分含量為C :
3.1% 3. 4%、S :彡 O. 020%、P :彡 O. 040%、Mn 0. 8% 1· 0%、Si 1. 5% 1· 7%、Mo 0. 7% 0· 9%、Cu :1. 39Γ1. 6%，組織致密，性能穩(wěn)定，通過(guò)等溫淬火后抗拉強(qiáng)度為60(T650MPa，布氏硬度為345^360HBff,強(qiáng)度和硬度大，延伸率為4°/Γ5%，韌性好，可廣泛的應(yīng)用在機(jī)械、機(jī)床、冶金、汽車等領(lǐng)域。
具體實(shí)施方式
ニ 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是步驟ー的廢鋼中所含成分及各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為c 0. 15% 0· 25%、S 0. 012% 0· 016%、P 0. 014% 0· 034%、Mn O. 109Γ0. 30%、Si :0. 209Π). 40%，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一或ニ不同的是步驟一中QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的質(zhì)量份數(shù)分別為60、20和20，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至三之ー的是步驟一中鑰鐵中Mo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60% 70%，電解銅中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 99%_99· 999%，高效硅鋇孕育劑中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44%-46%，Ba的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1% 3%，硅鋇孕育劑的粒度為O. 4 lmm，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至三之一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至四之一的是步驟一中CaO-Al2O3基鋼液凈化劑的主要成分及各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Ca :30% 35%、CaO :45% 50%、Al2O3 :15°/Γ20%。，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至四之一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至五之一不同的是步驟一中鑰鐵質(zhì)量、電解銅質(zhì)量、硅鋇孕育劑質(zhì)量、CaO-Al2O3基鋼液凈化劑質(zhì)量和火山灰除渣劑質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比分別為1. 6 :100,2. I =IOOU :100,0. 4 :100和
O.6 :100，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一或五之一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至六之ー的是步驟ニ中繼續(xù)升溫至溫度為1445 1455°C，靜置時(shí)間為3min，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至六之一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至七之一不同的是步驟三中孕育溫度為143(Tl440°C，保溫時(shí)間為O. 5min，澆注溫度為138(Tl40(TC，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至七之一相同。
具體實(shí)施方式
九本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至八之一不同的是步驟四中先升溫至溫度為650°C，恒溫20min，再升溫至溫度為87(T890°C，保溫2h，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至八之一相同。
具體實(shí)施方式
十本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至九之一不同的是步驟四中再升溫至溫度為880°C，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至九之一相同。
具體實(shí)施方式
十一本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十之一不同的是步驟四中鹽浴的溫度為285 295°C，恒溫I. 5h，步驟四中箱式爐的溫度為200°C，保溫時(shí)間為30min，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十之一相同。
具體實(shí)施方式
十二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一至十之一不同的是步驟四中 箱式爐的溫度為200°C，保溫時(shí)間為30min，其它步驟與參數(shù)與具體實(shí)施方式
一至十之一相同。用以下試驗(yàn)驗(yàn)證本發(fā)明的有益效果試驗(yàn)一、一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法按以下步驟進(jìn)行一、按QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的質(zhì)量份數(shù)分別為60、20和20，稱取QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼，再按鑰鐵的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為
I.6 :100，按電解銅的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為2. I : 100，按硅鋇孕育劑的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為I : 100，按CaO-Al2O3基鋼液凈化劑的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為0. 4 :100，按火山灰除渣劑的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為0. 6 :100，稱取鑰鐵、電解銅、硅鋇孕育劑、CaO-Al2O3基鋼液凈化劑和火山灰除渣劑；其中QlO生鐵中各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為C
4.309T4. 40%、S 0. 012% 0. 020%、P :0. 033% 0. 040%、Mn :0. 05% 0. 09%、Si :0. 83% 0. 90%,球鐵回爐料中各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為C 3. 50% 3. 60%、S :0. 010% 0. 016%、P :0. 025% 0. 035%、Mn :0. 15% 0. 25%、Si :2. 44% 2. 60%，廢鋼中成分及各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為C :0. 15% 0. 25%、S 0. 012% 0. 016%、P 0. 014% 0. 034%、Mn :0. 10% 0. 30%,Si :0. 20% 0. 40%，鑰鐵中 Mo 的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為60%，電解銅中Cu的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為99. 99%，硅鋇孕育劑中Si的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為46%，Ba的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為3%，高效硅鋇孕育劑的平均粒度為0. 7mm, CaO-Al2O3基鋼液凈化劑為DFC-800型凈化劑CaO-Al2O3基鋼液凈化劑；ニ、依次將步驟ー稱取的QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼加入到中頻爐中，升溫至爐料熔化為液態(tài)，再向其中加入步驟ー稱取的鑰鐵和電解銅，繼續(xù)升溫至溫度為1450°C，靜置3min，出爐，得到鐵液；三、向澆注包底加入步驟ー稱取的高效硅鋇孕育劑，再加入步驟ー稱取的CaO-Al2O3基鋼液凈化劑，然后將步驟ニ得到的鐵液沖入到澆注包中，在溫度為1430°C的條件下，保溫0. 5min,完成孕育，然后加入步驟ー稱取的火山灰除渣劑，充分扒渣后，在澆注溫度為1390°C的條件下進(jìn)行澆注，得到熱處理前的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵；四、將步驟三中得到的熱處理前的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵裝入熱處理爐中，升溫至溫度為650°C，恒溫20min，然后繼續(xù)升溫至溫度為880°C，并保溫2h，然后取出并立刻放入溫度為290°C的鹽浴中，恒溫2h，再將熱處理后的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵放入溫度為200°C的箱式爐中，保溫30min，隨爐冷卻至室溫后取出，得到一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵。本試驗(yàn)的制備方法中，通過(guò)加入鑰元素大幅提高灰鐵的硬度值和韌性值，銅元素屬于石墨化元素，通過(guò)控制灰鑄鐵中銅元素的加入量，不僅能消除碳化物形成元素的激冷傾向，促進(jìn)A型石墨的形成，還可以改善鑄件顯微組織的均勻性，而硫元素是嚴(yán)重阻礙石墨化的元素，當(dāng)含硫量高吋，鑄鐵有形成白ロ的傾向，且硫在鑄鐵晶界上形成低熔點(diǎn)(9850C )的共晶體(FeS+Fe)，使鑄鐵具有熱脆性。此外，硫還使鑄鐵鑄造性變壞，如降低鐵液流動(dòng)性、增大鑄件收縮率等，因此高強(qiáng)度合金鑄鐵對(duì)硫的含量要求較嚴(yán)，最好低于O. 020%,同時(shí)本試驗(yàn)的制備方法選擇了ー種既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠的熱處理方法，即鹽浴等溫淬火，經(jīng)本試驗(yàn)的制備方法得到的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵， 各成分含量為C :3. 2% 3. 3%、S :0. 014%
0.017%、P0. 030%"0. 035%、Mn 0. 85%"0. 88%、Si 1. 51%"l. 65%、Mo 0. 74%"0. 78%、Cu
1.359Γ1. 5%，組織致密，性能穩(wěn)定，通過(guò)等溫淬火后抗拉強(qiáng)度為650MPa，布氏硬度為360HBW，強(qiáng)度和硬度大，延伸率為4%，韌性好，可廣泛的應(yīng)用在機(jī)械、機(jī)床、冶金、汽車等領(lǐng)域。試驗(yàn)ニ、對(duì)試驗(yàn)一制備的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵進(jìn)行金相組織分析試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程如下在室溫條件下，采用4XB型金相顯微鏡，對(duì)試驗(yàn)ー制備的熱處理前的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵試樣進(jìn)行金相組織分析，在放大倍數(shù)為500倍的情況下觀察得到如圖I所示的石墨形狀金相顯微鏡照片，從圖I可見(jiàn)，得到的石墨狀態(tài)為A-E型石墨，石墨細(xì)小，分布均勻。在室溫條件下，采用4XB型金相顯微鏡，對(duì)試驗(yàn)ー制備的熱處理后的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵進(jìn)行金相組織分析，在放大倍數(shù)為500倍的情況下觀察得到如圖2所示的基體組織金相顯微鏡照片，從圖2可見(jiàn)，其組織為5%左右的奧氏體，其余為針狀貝氏體，組織細(xì)密，分布均勻。試驗(yàn)三、對(duì)試驗(yàn)一制備的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵進(jìn)行抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)和硬度試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程如下現(xiàn)根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 228-2002，采用CSS-88300電子拉力試驗(yàn)機(jī)對(duì)試驗(yàn)ー制備的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵進(jìn)行抗拉強(qiáng)度測(cè)試，測(cè)得試驗(yàn)ー制備的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的抗拉強(qiáng)度為650MPa、延伸率為4%。試驗(yàn)四、對(duì)試驗(yàn)一制備的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵進(jìn)行硬度試驗(yàn)，試驗(yàn)過(guò)程如下現(xiàn)根據(jù)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB/T 231-2002，采用HB-3000C型布氏硬度計(jì)，在HBW10/3000/30的測(cè)試條件下試驗(yàn)ー制備的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵進(jìn)行硬度測(cè)試，測(cè)得試驗(yàn)ー的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的布氏硬度值為360HBW。綜上所述本試驗(yàn)的制備方法中，通過(guò)加入鑰元素大幅提高灰鐵的硬度值和韌性值，銅元素屬于石墨化元素，通過(guò)控制灰鑄鐵中銅元素的加入量，不僅能消除碳化物形成元素的激冷傾向，促進(jìn)A型石墨的形成，還可以改善鑄件顯微組織的均勻性，而硫元素是嚴(yán)重阻礙石墨化的元素，當(dāng)含硫量高吋，鑄鐵有形成白ロ的傾向，且硫在鑄鐵晶界上形成低熔點(diǎn)(985 °C)的共晶體(FeS+Fe )，使鑄鐵具有熱脆性。此外，硫還使鑄鐵鑄造性變壞，如降低鐵液流動(dòng)性、增大鑄件收縮率等，因此高強(qiáng)度合金鑄鐵對(duì)硫的含量要求較嚴(yán),最好低于O. 020%,同時(shí)本試驗(yàn)的制備方法選擇了ー種既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠的熱處理方法，即鹽浴等溫淬火，經(jīng)本試驗(yàn)的制備方法得到的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鉄，組織致密，性能穩(wěn)定，通過(guò)等溫淬火后 抗拉強(qiáng)度為60(T650MPa，布氏硬度為345 360HBW，強(qiáng)度和硬度大，延伸率為4% 5%，韌性好，可廣泛的應(yīng)用在機(jī)械、機(jī)床、冶金、汽車等領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1.一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法，其特征在于該制備方法按以下步驟進(jìn)行 一、按QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的質(zhì)量份數(shù)分別為60 70、10 20和10 20，稱取QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼，再按鑰鐵質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為Cl. 5^1. 8) :100，按電解銅質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為(2 2. 2)100，按硅鋇孕育劑的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為(0.9 I. I)100，按CaO-Al2O3基鋼液凈化劑的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為(0. 3^0. 5) :100，按火山灰除渣劑的質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比為(0. 5^0. 7) : 100，稱取鑰鐵、電解銅、硅鋇孕育劑、CaO-Al2O3基鋼液凈化劑和火山灰除渣劑； ニ、依次將步驟ー稱取的QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼加入到中頻爐中，升溫至爐料熔化為液態(tài)，再向其中加入步驟ー稱取的鑰鐵和電解銅，繼續(xù)升溫至溫度為144(T146(TC，靜置2 4min，出爐，得到鐵液； 三、向澆注包底加入步驟ー稱取的硅鋇孕育劑，再加入步驟ー稱取的CaO-Al2O3基鋼液凈化劑，然后將步驟ニ得到的鐵液沖入到澆注包中，在溫度為142(T1450°C的條件下，保溫0.4^0. 6min完成孕育，然后加入步驟ー稱取的火山灰除渣劑，充分扒渣后，在澆注溫度為137(T141(TC的條件下進(jìn)行澆注，得到熱處理前的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鉄； 四、將步驟三中得到的熱處理前的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵裝入熱處理爐中，升溫至溫度為630 670で，恒溫15 25min，然后繼續(xù)升溫至溫度為860 900で，并保溫I 3h，然后取出并立刻放入溫度為280-300°C的鹽浴中，恒溫f2h，完成熱處理，再將熱處理后的一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵放入溫度為18(T220°C的箱式爐中，保溫2(T40min，隨爐冷卻至室溫后取出，得到一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鉄。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法，其特征在于步驟ー的廢鋼中所含成分及各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為C 0. 159TO. 25%、S 0. 0129T0. 016%、P 0. 0149T0. 034%、Mn :0. 10%"0. 30%、Si :0. 20%"0. 40%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法，其特征在于步驟一中QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的質(zhì)量份數(shù)分別為60、20和20。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法，其特征在于步驟一中鑰鐵中Mo的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60% 70%，電解銅中Cu的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99. 99%_99. 999%，硅鋇孕育劑中Si的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44%-46%，Ba的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1% 3%，硅鋇孕育劑的粒度為0. 4 Imnin
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法，其特征在于步驟一中CaO-Al2O3基鋼液凈化劑的主要成分及各成分質(zhì)量分?jǐn)?shù)為Ca :30% 35%、CaO 45% 50%、Al2O3 :15% 20%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法，其特征在于步驟一中鑰鐵質(zhì)量、電解銅質(zhì)量、硅鋇孕育劑質(zhì)量、CaO-Al2O3基鋼液凈化劑質(zhì)量和火山灰除渣劑質(zhì)量與QlO生鐵、球鐵回爐料和廢鋼的總質(zhì)量之比分別為1. 6 :100,2. I =IOOU 100,0. 4 :100 和 0. 6 :100。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法，其特征在于步驟ニ中繼續(xù)升溫至溫度為1445 1455°C，靜置時(shí)間為3min。
8.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法，其特征在于步驟三中孕育溫度為143(Tl440°C，保溫時(shí)間為O. 5min，澆注溫度為138(Tl400°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法，其特征在于步驟四中先升溫至溫度為650°C，恒溫20min，再升溫至溫度為880°C，保溫2h。
10.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的ー種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法，其特征在于步驟四中鹽浴的溫度為285 295°C，恒溫I. 5h，箱式爐的溫度為200°C，保溫時(shí)間為30min。
全文摘要
一種奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵的制備方法，它涉及一種奧貝氏體合金灰鐵的制備方法，本發(fā)明是為解決現(xiàn)有的灰鐵強(qiáng)度和硬度不高，韌性差的技術(shù)問(wèn)題，制備方法按以下步驟實(shí)現(xiàn)先將Q10生鐵、球鐵回爐料和廢鋼加入到中頻爐中，升溫至熔為液態(tài)，再加入鉬鐵和電解銅，得到鐵水，再通過(guò)加入孕育劑進(jìn)行孕育處理，然后加入凈化機(jī)和除渣劑，最后采用等溫鹽浴的方法對(duì)其進(jìn)行熱處理，得到奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵，經(jīng)本發(fā)明的制備方法得到的奧貝氏體高強(qiáng)度合金灰鐵，組織致密，性能穩(wěn)定，通過(guò)等溫淬火后抗拉強(qiáng)度為600~650MPa，布氏硬度為345~360HBW，強(qiáng)度和硬度大，延伸率為4%~5%，韌性好，可廣泛的應(yīng)用在機(jī)械、機(jī)床、冶金、汽車等領(lǐng)域。
文檔編號(hào)C22C33/08GK102864268SQ20121039530
公開(kāi)日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月17日
發(fā)明者鮑玉龍, 王彬 申請(qǐng)人:齊齊哈爾市精鑄良鑄造有限責(zé)任公司