一種高強(qiáng)度孕育鑄件及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高強(qiáng)度孕育鑄件及其制造方法，主要包括以下步驟：（1）原料的選擇、配料；（2）球磨和投料攪拌；（3）澆注；（4）靜停初養(yǎng)，蒸汽回收余熱利用；（5）脫模、切割；（6）蒸壓養(yǎng)護(hù)。本發(fā)明可用沖天爐熔煉出高強(qiáng)度鑄鐵，將鐵液出爐溫度明確為1470～1570℃，范圍明確，效果較好；原料中提高了廢鋼及廢機(jī)械鐵比例；采用C-Si孕育劑技術(shù)，在CE小于2.7%的條件下就可得到HT250牌號(hào)生鐵鑄件；原料配比合理，解決了鑄件易變形、硬度不夠的技術(shù)問題，且成本低，實(shí)現(xiàn)了資源的回收利用，有利于環(huán)境保護(hù)。本發(fā)明高強(qiáng)度孕育鑄件是高強(qiáng)度、彈性模量和耐磨性優(yōu)秀，減少鑄件變形的良好材料。
【專利說明】一種高強(qiáng)度孕育鑄件及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高強(qiáng)度孕育鑄件及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著對(duì)機(jī)械、冶金、紡織等行業(yè)對(duì)鑄件質(zhì)量要求的提高，中高強(qiáng)度鑄件的需求量急劇增長。我國加入世貿(mào)組織后，將成為鑄件出口大國，這種需求會(huì)進(jìn)一步增加。目前我國生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄件主要有兩種方法:一是降低原鐵水碳含量強(qiáng)化孕育；二是加入微量合金元素。由高強(qiáng)度鑄件具有較高的碳當(dāng)量，尤其是具有較高的碳含量是保證鑄件具有優(yōu)良鑄造性能、減震性能、減摩性能及切削加工性能的必要條件，降低碳含量必然要影響上述性能。通常，鑄造生鐵都用硅來訂號(hào)，硫磷訂類，以便于區(qū)分鑄件的機(jī)械加工性能及物理性能。然而在現(xiàn)有技術(shù)中，由于錳鐵熔點(diǎn)不高，在沖天爐工藝下易與其它雜質(zhì)融合，極易造成材料浪費(fèi)。因此，沖天爐工藝并不適宜生產(chǎn)高硬度高韌性鑄件。在傳統(tǒng)鑄件生產(chǎn)工藝下，硅一般都是直接從爐后下料，造成了硅鐵用量大，且不能大量使用廢鋼、廢鐵，只能用成品優(yōu)質(zhì)生鐵替換，不利于原材料的回收再利用和降低生產(chǎn)成本。由于傳統(tǒng)鑄件生產(chǎn)工藝的限制，在原料配方組成中廢鋼及廢機(jī)械鐵比例較低，影響了鑄件的強(qiáng)度和耐磨性。由于原料配方設(shè)計(jì)不合理，從而導(dǎo)致鑄件容易變形，以及生產(chǎn)成本較高的問題出現(xiàn)。
[0003]如CN102888484A公開的一種用廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強(qiáng)度鑄鐵的方法，按組成原料的重量配比稱取原料廢鐵68-72%和廢鋼28-32%，另外稱取總量1.4-1.6%的錳鐵，采用兩排沖天爐，使金屬爐料廢鐵和廢鋼始終處于高位熔化，底焦送風(fēng)強(qiáng)度選擇在100m3/m2.min左右，控制出爐溫度> 14500C，選擇灰分少、氣孔率小、固定碳高達(dá)85%的焦炭，使鐵水始終處于高溫，鐵水充分增碳，最后鐵水孕育處理，出鐵水時(shí)，從出鐵槽加入備用的硅鐵。該方案出爐溫度范圍較大，且不明確，原料配比不合理，硅鐵加入量不明確。

【發(fā)明內(nèi)容】

`[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種高強(qiáng)度孕育鑄件及其制造方法，克服了沖天爐不宜熔煉聞強(qiáng)度鑄件的障礙，解決了現(xiàn)有技術(shù)中聞強(qiáng)度鑄件制造成本聞，含猛鐵、娃鐵的鑄件容易變形的問題。
[0005]一種高強(qiáng)度孕育鑄件，由以下重量份配比的原料制成:
[0006]22#鑄造生鐵300重量份，廢鋼150重量份，機(jī)械類廢舊生鐵550重量份，高錳生鐵30~50重量份，75#硅鐵0.7~I重量份，鑄造焦炭150~200重量份，石灰石30重量份。
[0007]一種高強(qiáng)度孕育鑄件的制造方法，其特征在于:主要包括以下步驟:
[0008](I)先將底焦300重量份加入沖天爐內(nèi)，開啟鼓風(fēng)機(jī)，待穹頂溫度升至150°C，爐膛溫度達(dá)到750°C時(shí)，先加30重量份石灰石，22#鑄造生鐵300重量份，廢鋼150重量份，機(jī)械類廢舊生鐵550重量份，高錳生鐵30~50重量份，鑄造焦炭150~200重量份；
[0009](2)待鐵液溫度達(dá)到1470~1570°C時(shí)，將直徑為0.1~0.3cm的75#硅鐵顆粒，取0.7~I重量份放入大抬水包中作孕育處理，并用爐前鐵液分析儀對(duì)出爐鐵液進(jìn)行化學(xué)分析，以調(diào)節(jié)鐵液中的成分來達(dá)到鑄件的成分含量指標(biāo)；
[0010](3)鑄造造型:
[0011]a.配砂:按重量份配比，將石英砂300重量份，再生沙600重量份，膨潤土 60重量份，煤粉50重量份，加水放入混沙機(jī)混沙；
[0012]b.造型:用配好的型砂作覆模砂，然后再蓋入再生沙，用夯壓法，然后取出模型即可；
[0013]c.澆注:先將鐵液從爐中放入抬水包中，再用行車將鐵液吊入澆注區(qū)后將鐵液分入各個(gè)手抬包中由工人澆注，澆注時(shí)注意補(bǔ)縮、補(bǔ)漏；
[0014](4)清理:
[0015]待鑄件澆注完成后，待其在型砂中自然冷卻2h以上，以作孕育處理，減低鑄件表面硬度，然后再將毛坯挖出，放入拋丸機(jī)中進(jìn)行脫砂處理后，即可得到合格鑄件。
[0016]本發(fā)明技術(shù)方案的依據(jù)如下:
[0017]在現(xiàn)有技術(shù)中，由于錳鐵熔點(diǎn)不高，在沖天爐工藝下易與其它雜質(zhì)融合，極易造成材料浪費(fèi)。因此，沖天爐工藝并不適宜生產(chǎn)高硬度高韌性鑄件。而本發(fā)明原料配方中加入了錳，能阻止碳當(dāng)量反應(yīng)，增加鑄件硬度。本發(fā)明利用錳鐵資源豐富的原材料優(yōu)勢(shì)，購入鐵合金廠副產(chǎn)生鐵，其含錳量達(dá)10%~17%;且由于其在冶煉過程中，錳原子已經(jīng)游離于鐵元素中。因此，在沖天爐生產(chǎn)過程中，此類高錳生鐵更容易溶解，從而達(dá)到阻止碳當(dāng)量反應(yīng)，增加鑄件硬度的目的。
[0018]本發(fā)明原料配方中加入了比例恰當(dāng)?shù)墓?，保證了孕育效果。在鑄造過程中，硅過低則不利于切削加工，娃過高就會(huì)產(chǎn)生娃出格(含娃量3.4%以上)。而米用本發(fā)明方法，將75#硅鐵加工成直徑0.1~0.3cm的顆粒，放入大抬水包中作孕育處理，此時(shí)鐵液溫度應(yīng)以1470~1570°C之間為宜。用量在噸鐵0.7~1.2kg之間，以鐵液表面晶像為準(zhǔn)。
[0019]本發(fā)明原料配方中采用了機(jī)械類廢舊生鐵，作為配方主要原料，資源豐富，成本低，通過分類回收使用，降低了鑄件加工的投入成本。
[0020]本發(fā)明原料配方中的石灰石可起到熔解雜質(zhì)和造渣的作用，還可起到脫硫的作用，使熔渣與鐵液容易分離，便于清除熔渣；鑄造焦炭可與生鐵中的部分氧化鐵發(fā)生還原反應(yīng)；生鐵采用22 #生鐵，硅鐵采用75 #硅鐵，有利于提高鑄件強(qiáng)度。
[0021]本發(fā)明的有益效果:可用沖天爐熔煉出高強(qiáng)度鑄鐵，在加工高強(qiáng)度孕育生鐵的時(shí)候，將鐵液出爐溫度從現(xiàn)有技術(shù)中的1450°C以上或以下，明確為1470~1570°C，范圍明確，效果較好。本發(fā)明配方原料中提高了爐料組成中廢鋼及廢機(jī)械鐵比例(質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)50%~65%);以及采用C-Si孕育劑技術(shù)，在CE (碳當(dāng)量)小于2.7%的條件下就可得到HT250牌號(hào)生鐵鑄件，(該牌號(hào)鑄鐵有良好的物理性能，收縮小、不易產(chǎn)生縮孔與縮松，切削性能好等優(yōu)點(diǎn))。本發(fā)明原料配比合理，解決了鑄件易變形、硬度不夠的技術(shù)問題，且成本低，實(shí)現(xiàn)了資源的回收利用，有利于環(huán)境保護(hù)。采用本發(fā)明加工得到的高強(qiáng)度孕育鑄件是一種高強(qiáng)度、彈性模量和耐磨性優(yōu)秀，減少鑄件變形的良好材料。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了加深對(duì)本發(fā)明的理解，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明保護(hù)范圍的限定。[0023]實(shí)施本發(fā)明所述制造方法，需要沖天爐兩座(作為替換使用)，爐前分析儀，行車，模具沙箱，拋丸機(jī)，刨床，車床等各種機(jī)床等設(shè)備。
[0024]本發(fā)明所述的一種高強(qiáng)度孕育鑄件，由以下重量份配比的原料制成:
[0025]22#鑄造生鐵300重量份，廢鋼150重量份，機(jī)械類廢舊生鐵550重量份，高錳生鐵30~50重量份，75#硅鐵0.7~I重量份，鑄造焦炭150~200重量份，石灰石30重量份。
[0026]本發(fā)明所述的一種高強(qiáng)度孕育鑄件的制造方法，其特征在于:主要包括以下步驟:
[0027](I)先將底焦300重量份加入沖天爐內(nèi)，開啟鼓風(fēng)機(jī)，待穹頂溫度升至150°C，爐膛溫度達(dá)到750°C時(shí)，先加30重量份石灰石，22#鑄造生鐵300重量份，廢鋼150重量份，機(jī)械類廢舊生鐵550重量份，高錳生鐵30~50重量份，鑄造焦炭150~200重量份；
[0028]配方中的主要原料機(jī)械類廢舊生鐵，可以與廢舊回收公司約定做好分類，以方便生產(chǎn)，具體包括下列三類機(jī)械類廢鐵:發(fā)動(dòng)機(jī)缸套和曲軸為球墨鑄件(含球化劑稀土鈮)為I類；機(jī)械外殼和廢舊剎車轂、發(fā)動(dòng)機(jī)外殼為II類；廢鋼為III類；分類回收生產(chǎn)可以提高生產(chǎn)效率，并可以起到提升鑄件質(zhì)量的作用；
[0029]爐料中的石灰石在高溫爐氣的作用下分解成石灰和二氧化碳；石灰是堿性氧化物，能和焦炭中的灰分和爐料中的雜質(zhì)、金屬氧化物等酸性物質(zhì)結(jié)合成熔點(diǎn)較低的爐渣；熔化的爐渣也下落到爐缸，并浮在鐵水上；
[0030](2)待鐵液溫度達(dá)到1470~1570°C時(shí)，將直徑為0.1~0.3cm的75#硅鐵顆粒，取0.7~I重量份放入大抬水包中作孕育處理，并用爐前鐵液分析儀對(duì)出爐鐵液進(jìn)行化學(xué)分析，以調(diào)節(jié)鐵液中的成分來達(dá)到鑄件的成分含量指標(biāo)；
[0031]具體實(shí)例如表1所示:
[0032]表1鑄件的成分含量指標(biāo)
[0033]
【權(quán)利要求】
1.一種高強(qiáng)度孕育鑄件，其特征在于:由以下重量份配比的原料制成: 22#鑄造生鐵300重量份，廢鋼150重量份，機(jī)械類廢舊生鐵550重量份，高錳生鐵30~50重量份，75#硅鐵0.7~I重量份，鑄造焦炭150~200重量份，石灰石30重量份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高強(qiáng)度孕育鑄件的制造方法，其特征在于:主要包括以下步驟: (1)先將底焦300重量份加入沖天爐內(nèi)，開啟鼓風(fēng)機(jī)，待穹頂溫度升至150°C，爐膛溫度達(dá)到750°C時(shí)，先加30重量份石灰石，22#鑄造生鐵300重量份，廢鋼150重量份，機(jī)械類廢舊生鐵550重量份，高錳生鐵30~50重量份，鑄造焦炭150~200重量份； (2)待鐵液溫度達(dá)到1470~1570°C時(shí)，將直徑為0.1~0.3cm的75#硅鐵顆粒，取，0.7~I重量份放入大抬水包中作孕育處理，并用爐前鐵液分析儀對(duì)出爐鐵液進(jìn)行化學(xué)分析，以調(diào)節(jié)鐵液中的成分來達(dá)到鑄件的成分含量指標(biāo)； (3)鑄造造型: a.配砂:按重量份配比，將石英砂300重量份，再生沙600重量份，膨潤土60重量份，煤粉50重量份，加水放入混沙機(jī)混沙； b.造型:用配好的型砂作覆模砂，然后再蓋入再生沙，用夯壓法，然后取出模型即可； c.澆注:先將鐵液從爐中放入抬 水包中，再用行車將鐵液吊入澆注區(qū)后將鐵液分入各個(gè)手抬包中由工人澆注，澆注時(shí)注意補(bǔ)縮、補(bǔ)漏；
(4)清理: 待鑄件澆注完成后，待其在型砂中自然冷卻2h以上，以作孕育處理，減低鑄件表面硬度，然后再將毛坯挖出，放入拋丸機(jī)中進(jìn)行脫砂處理后，即可得到合格鑄件。
【文檔編號(hào)】C21C1/08GK103484592SQ201310393233
【公開日】2014年1月1日 申請(qǐng)日期:2013年9月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月2日
【發(fā)明者】茍坤常 申請(qǐng)人:遵義市紅花崗區(qū)自強(qiáng)鑄造有限責(zé)任公司