一種高強度鋼性球鐵及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種高強度高韌性球鐵及其制造方法，是在熔化鐵液時使用60％至95％以上大量的廢鋼，很少量使用優(yōu)質(zhì)高爐生鐵和回爐料，經(jīng)過高溫過熱獲得高性能、高強度、高延伸性、高韌性重力澆注無鑄造缺陷的、似鋼的低碳低硅亞共晶或共晶的低成本高強度鋼性球鐵的制造方法。
【專利說明】一種高強度鋼性球鐵及其制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]一種高強度鋼性球鐵的制造方法其特征是在熔化鑄鐵溶液時，向沖天爐或電爐內(nèi)投放總?cè)萘?0%至95%以上的大量的廢鋼得到的。
【背景技術(shù)】
[0002]高強度鋼性球鐵的特征是低碳低硅的球鐵，化學成分是共晶或亞共晶的，即共晶度< I。這種似鋼的鋼性球鐵較球鐵在1947年發(fā)明以來強調(diào)的首要條件是共晶度> I有明顯不同。
[0003]中國專利公開CN101265546A公開了一種用廢鋼生產(chǎn)球墨鑄鐵的方法，包括在中頻爐中加入廢鋼熔煉，將廢鋼化成鐵水后升溫至1550~1600°C，按鐵水重量的5~7%加入增碳劑、按鐵水重量的I~3%加入硅鐵，進行增碳補硅，將在增碳補硅時有所下降的鐵水溫度升溫至1550~1600°C，按0.6~1.2%加入脫硫劑進行脫硫處理，將在脫硫時有所下降的鐵水溫度升溫至1550~1600°C，進行補氧降錳，并進行脫磷處理，進行爐前化學成分分析，調(diào)整化學成分，使鐵水溫度達到1550~1600°C，出爐，然后在鐵水包內(nèi)進行球化處理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供 了一種高強度鋼性球鐵及其制造方法。
[0005]本發(fā)明的鋼性球鐵在低碳低硅的條件下獲得了比過共晶球鐵有更高物理性能、抗拉強度高、延伸率大、鑄造缺陷明顯減少的特點。由于大量使用廢鋼，成本大幅降低，資源利用狀況發(fā)生良好變化，也有利減少廢鋼氧化鐵對自然環(huán)境的污染。本發(fā)明的高強度鋼性球鐵的制造方法是獲得低成本、高性能球鐵的最簡便、最新穎的有效辦法。
[0006]本發(fā)明的鋼性球鐵是通過將60~95重量％的、含碳量平均為0.2~0.9重量％(例如0.5~0.9重量％ )的廢鋼和5-30重量％的高爐生鐵或回爐料在1560~1600°C的高溫下熔煉，其中在熔煉時，在爐內(nèi)加石墨電極與的廢鋼一起熔煉，使得剛性球鐵的碳含量為1.5~3.0重量％，任選進行除硫(例如通過添加蘇打，每噸鐵水添加15~20公斤蘇打)，然后球化和孕育，獲得剛性球鐵，所述鋼性球鐵的化學成分和主要元素組成為--碳1.5% -3.0%、硅 1.2 ~2.8%，優(yōu)選 1.7% -2.7%、硫〈0.6%、磷〈0.06%、錳0.5% -1.2%,優(yōu)選0.5~1.0%，其余為鐵，％以剛性球鐵的重量為基準計。合金化時可加入鑰
0.2% -0.6%、銅0.4% -0.9%或其他的合金元素。
[0007]關于碳:本發(fā)明的鋼性球鐵主要控制碳當量(碳量+1/3硅+1/3磷含量)等于
4.3%或小于4.3% (質(zhì)量分數(shù))。制成共晶的或亞共晶的球鐵，由于碳含量低，比重大于普通現(xiàn)有的球鐵，而強度、延伸性又高于現(xiàn)有的球鐵。為區(qū)別這兩種球鐵，對大量廢鋼制造的低含碳量的性能似鋼的本發(fā)明方法制造的球鐵定名為“鋼性球鐵”。
[0008]在上述化學成分中鐵元素是加入總量60%-95%以上的廢鋼實現(xiàn)的。廢鋼含碳量平均為0.5% -0.9%，在熔煉過程中可加入5% -30%的高爐生鐵或回爐料。大量采用廢鋼可獲得含碳量1.5%的鐵水，這種低碳的鐵合金有效截面增加，晶粒得到細化，在其后球化時可獲得明顯高的抗拉強度和延伸性，這種鋼性球鐵的鑄造缺陷明顯減少，幾乎不會出現(xiàn)縮松、氣孔、皮下氣孔、石墨漂浮、夾渣等現(xiàn)象?，F(xiàn)有過共晶球鐵，大量碳原子在固體內(nèi)擴散引發(fā)的缺陷使材料性能明顯下降的現(xiàn)象得到了改善，低碳低硅鋼性球鐵的晶粒細小、宏觀特性、力學性質(zhì)、耐腐蝕性都得到了大幅提高，這種制造方法容易獲得質(zhì)量穩(wěn)定、成品率高的鑄件。資源和廢舊物資再生循環(huán)得到充分高效利用，是節(jié)省金屬材料的有效途徑。
[0009]本發(fā)明的含碳量1.5% -3.0%的鐵液的制造方法是在電爐(如中頻電爐)中熔制時，需在爐內(nèi)加石墨電極(50毫米X 50毫米塊狀)I %-2.5% (質(zhì)量分數(shù))與平均含碳量
0.5%的廢鋼一起熔煉。本發(fā)明主張低碳當量，以亞共晶和共晶狀態(tài)為主導。例如碳量1.5%時鑄態(tài)晶粒十分細致，宏觀顏色呈銀亮色、無蘭色的氧化鐵表面，由于過熱或急冷通常的鑄造缺陷不見了，晶粒細化、力學性能大幅提高。僅此采用低碳含量的一個舉措就可將現(xiàn)有球鐵冶煉水平提高一個質(zhì)量等級。大量采用廢鋼的低碳低硅的鋼性球鐵的性能，一般都可以達到GB500-9以上水平。明顯好于使用優(yōu)質(zhì)高爐生鐵現(xiàn)有球鐵的性能。[0010]關于硅:本發(fā)明鋼性球鐵的硅含量的特征是將硅量控制在1.7% -2.7%之間。本發(fā)明的加硅工藝是將全部或部分(例如4/5)的硅用于孕育處理，在爐中僅加入1/5的硅，甚至在爐中不加硅。由于本方法的含碳量低，熔化溫度高，僅僅是由于加入適量的孕育硅，提高鐵水的流動性、細化晶粒是加硅的主要目的。本方法采取將硅敷在包底，分兩次沖入鐵水、隨流撒細硅鐵粒二至三次瞬時孕育的方法，分別將不需預熱的硅鐵加入鐵流中。大孕育劑和本方法表3中列舉的球化劑、變質(zhì)劑一起加入的辦法，處理鐵水是十分重要的。
[0011]合金化元素:在鋼性球鐵的熔煉過程中，可以在鐵液中加入各種合金元素。本方法的特征在于在電爐中開始熔煉時一次性將各種合金元素一并加入，以降低共熔點，得到過熱，達到細化晶粒的目的。藉助球化反應后高溫狀態(tài)時的充分攪拌鐵水可細化共晶體，獲得均勻的無宏觀局域或微晶偏析的高質(zhì)量鑄件。
[0012]除硫方法:鐵液熔化后,燒注前,沖入燒包中的鐵水應在燒包中除硫,每噸鐵水加15-20公斤蘇打，可去除硫約55% -65%。加入1/2蘇打先用紙袋包裝放在包底。另1/2在沖入包內(nèi)鐵水1/2時加入，反應3分鐘后加少量石灰或打渣劑除渣，鐵水的晶瑩程度提高、增加流動性。
[0013]本方法實施例之一的典型配方如下(質(zhì)量組分):碳1.8%、硅2.7%、硫0.02%、磷0.05%、錳0.5%、銅0.3%、鑰0.2%、殘余鎂0.03%、殘余稀土 0.02%、其余為鐵。在熔化時使用90%的廢鋼和10%高爐生鐵，廢鋼的平均含碳量為0.5%，廢鋼為工業(yè)廢料。
[0014]本發(fā)明方法使用的變質(zhì)劑如附表4的編號為1、2、3、4等四種，球化劑如附表3中所列舉的1、2、3、4等四種。
[0015]高強度高韌性球鐵的制造方法的主要特征是在熔煉鐵含僉溶液時大量采用廢鋼，明顯區(qū)別現(xiàn)有技術(shù)大量采用優(yōu)質(zhì)高爐生鐵的方法。廢鋼是指工業(yè)下角料或日常生活中的廢鋼質(zhì)器材、舊汽車、船舶、軍火、鋼結(jié)構(gòu)等廢料。經(jīng)破碎小于熔爐直徑的料塊，加入碳硅等合僉元素高溫冶煉得到的鋼性球鐵。本方法的優(yōu)質(zhì)鋼性球鐵鑄件首先選用碳素鋼廢鋼，合金結(jié)構(gòu)鋼廢鋼。用廢鋼是指在熔煉時采用不少于60%-95%以上總重的廢鋼。大部分廢鋼做原料時，可以獲得較優(yōu)質(zhì)高爐生鐵更為優(yōu)秀的高質(zhì)量鑄件。鋼性球鐵強度明顯高于現(xiàn)有球鐵強度。本發(fā)明大量采用廉價的廢鋼制造優(yōu)秀鑄件獲得了材料學的突破。[0016]使“鋼-鐵〃合二而一，高強度高韌性球鐵的出現(xiàn)具有鋼的性能，而低碳鋼的鋼性球鐵這種新材料又可以像鐵一樣的方便的實行鑄造生產(chǎn)重要零部件。低碳含量的鋼性球鐵內(nèi)基體組織中引起應力集中的碳的割裂作用減小，結(jié)晶溫度范圍寬、初生奧氏體枝晶發(fā)達而使強度高于過共晶球鐵。
[0017]在大量采用廢鋼熔煉時，廢鋼平均含碳量分別為0.2% -0.9%。需在熔煉時增碳。本方法增碳在電爐中熔煉則需要將配方要求的碳量計算后用加石墨電極50毫米左右的塊狀物，在開始熔煉時與爐料一起放在坩堝底部。碳元素經(jīng)過本發(fā)明方法的孕育、變質(zhì)、球化處理和高溫過熱可完全溶于基體組織，得到任意含碳量的高強度的鋼性球墨鑄鐵。含硅量應在1.2% -2.8%、錳0.5% -1.2%、硫〈0.6%、磷〈0.09以及較少量的殘余稀土和殘余鎂?？傮w上控制碳當量≤4.3。當鐵液為亞共晶時應含碳1.5%以上。碳當量可控制在2.0-4.3之間。
[0018]大量采用廢鋼達60% -95%時，應用本發(fā)明的熔煉方法增碳3%以上，使碳當量等于或大于4.3時獲得的鋼性球鐵，強度較亞共晶鋼性球鐵略低，可在大型鑄件上應用，這時比重較接近7.3，充型能力、流動性更好、材質(zhì)致密是主要特征。
[0019]在熔煉鋼性球鐵時將所使用的硅鐵的少量(例如1/5)放入爐中熔煉，而將全部或4/5的硅鐵做為孕育劑，在鐵水出爐后分別在包底和澆注鐵流中加入大量的孕育硅成核作用強烈，晶粒特別細化。同時采用有效避免白口傾向的三次孕育、瞬時孕育，細小的硅鐵粒在高溫鐵流狀態(tài)下加入時的效果是既不熔化也不會聚集成雜質(zhì)，均勻分布于金屬液中，形成固相晶核、細化共晶體作用明顯。本發(fā)明方法使用的孕育劑的配方含量為硅50%左右、鈣10% -18%、鋁1.2% -2.2%、鋇5% -16%的強化孕育劑或使用球化孕育變質(zhì)三元復合劑。
[0020]在球化變質(zhì)處理過程中充分攪拌高溫溶液。只有充分攪拌才可能破壞界面的溶質(zhì)層，有效的防止偏析，同時促進石墨小球從金屬液中不斷迅速析出，而雜質(zhì)和氣泡也因攪拌強烈而上浮，攪拌使比重不同的元素在液體中盡可能處于均勻狀態(tài)，有效防止重力偏析，同時破壞枝晶形成，促使等軸品長大，利用溫度起伏，使枝晶重熔，得到動態(tài)細化晶粒的效果?，F(xiàn)有技術(shù)對攪拌的作用并不強調(diào)。本發(fā)明方法的特征是在高溫鐵水中有足夠高的鐵水溫度可供充分攪拌時的需要，而不會防礙后來的高溫澆注。劇烈攪拌后鎮(zhèn)靜鐵液并進行除渣，保溫液面再行澆注。攪拌可充分利用孕育變質(zhì)球化反應時溶液中的溫度起伏提高鐵水流動性、均勻細化品粒，獲得無白口的以珠光體和鐵素體為主的鋼性球鐵鑄態(tài)組織。
[0021]本發(fā)明方法如說明書中所述的高溫熔煉，高溫澆注的主要特征是溫度明顯高于現(xiàn)有技術(shù)水準，通過1560°C -1600°C高溫過熱處理的鐵水可大幅改善材料的質(zhì)量，改變其原有性能，獲得重力澆注無缺陷鑄件的新方法是本發(fā)明方法的特征之一。由于熔化澆注時的高溫冷卻急刷收縮可獲得無縮孔、無冷隔、無氣泡、無夾渣的充滿復雜型腔的完整致密、輪廓清晰的鑄件。高溫熔化可在澆注時，在澆包中有足夠的時間鎮(zhèn)靜鐵水，鐵水凈化，難溶的固體質(zhì)點熔化，未熔的質(zhì)點和氣體有機會上浮，鐵水的流動性、均勻性增加同時減少晶粒阻塞澆道，避免澆不全的現(xiàn)象發(fā)生。
[0022]本方法對廢鋼的化學成分并無明確的要求。由于廢鋼中的合金元素顯然是多種多樣的。高強度鋼性球鐵的化學成分首先應當是亞共晶的或共晶的。
[0023]廢鋼可不進行除油除銹，由于高溫過熱是本方法的主要特征，在高溫中氧化鐵可加劇在爐中的熔化速度，諸多雜質(zhì)均在高溫后攪拌鎮(zhèn)靜過程中消除，獲得高質(zhì)量的鐵液。[0024]由定量的經(jīng)仔細計算設計較細小的鐵水流澆注成的經(jīng)過層狀冷卻而獲得無澆口冒口補縮作用的完整的鑄件。鐵水得用率可達90% -95%以上。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]本發(fā)明附圖1是工藝流程框圖。在附圖1中將本發(fā)明制造方法的工藝流程自上端左面從廢鋼加入熔爐中起向下以框圖形式表達如附圖1所示。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明提供了一種鋼性球鐵，它是通過將60~95重量％的、含碳量平均為0.5~
0.9重量％的廢鋼和5-30重量％的高爐生鐵或回爐料在1560~1600°C的高溫下熔煉，其中在熔煉時，在爐內(nèi)加石墨電極與的廢鋼一起熔煉，使得剛性球鐵的碳含量為1.5~3.0重量％，然后球化和孕育，獲得剛性球鐵所述鋼性球鐵的化學成分和主要元素組成為:碳
1.5% -3.0%、硅 1.7% -2.7%、硫〈0.6%、磷〈0.06%、錳 0.5% -1.0%，其余為鐵，％ 以剛性球鐵的重量為基準計。合金化時可加入鑰0.2% -0.6%、銅0.4% -0.9%或其他的合金元素。
[0027]本方法可 以用控制不同的鐵水流量的方法得到比重7.2-7.07不同比重的逐漸分層冷卻的重力澆注的無缺陷的鑄件。在澆注零件澆口中不產(chǎn)生補縮現(xiàn)象，這時僅比重略有降低，實現(xiàn)了無壓頭、無冒口、無縮松、不需補縮的鐵水利用率非常高的鑄件制造方法。
[0028]白口傾向的防止方法:大量使用廢鋼的低碳低硅的亞共晶或共晶成分的鋼性球鐵，在理論上容易出現(xiàn)白口傾向，滲碳體會大量形成，但本發(fā)明方法的特征在于對鐵水熔化采用高出傳統(tǒng)方法很高的高溫和過熱、熔化溫度高、澆鑄溫度高，高溫鐵水在型內(nèi)釋放大量的熱量直接提高了金屬型或砂型型壁的溫度。高溫的結(jié)果是鑄件獲得大量的鐵素體和珠光體組織，實際上促進了石墨化的過程。傳統(tǒng)方法從來不用高溫鐵水加熱型腔壁，鑄件鐵液溫度低又被鑄型激冷，出現(xiàn)白口，皮下氣孔，澆不全等多種鑄造缺陷是必然的。本發(fā)明方法大量采用廢鋼時鐵液中少量的碳化物、氮化物分布在奧氏體的晶界上，阻礙奧氏體晶粒長大，合金化元素形成的弱碳化物，含碳量少時凝固在高溫作用下更易于溶在奧氏體的固溶相中，而使晶粒得到特別細化，宏觀斷口很像鋼。由于含碳量少，自由狀態(tài)的石墨呈球狀，形成的孔洞大為減少，缺口敏感性也大幅減少。由于少量的碳在大量鐵原子的包圍下，在硅、錳等元素大量晶核的作用下，石墨析出物被迅速細化，結(jié)晶很細小致密，無宏觀石榴狀結(jié)晶，不像一般球鐵而有很像“鋼”的斷口，這種似鋼的鋼性球鐵有很高的物理性能，外觀和內(nèi)在質(zhì)量都很像鋼。而化學成分中決定性的碳元素卻比鋼高，比鑄鐵低，是一種介于鐵和鋼之間的鐵碳合金，而綜合物理性能卻高于鐵和鋼。例如一種本發(fā)明方法制造的鋼性球鐵的碳當量是3.10，是用90%的含碳0.5%的廢鋼、加入硅2.7%、高爐生鐵7%、少量銅、鑰熔化后球化變質(zhì)處理得到的?？估瓘姸冗_到980Nm，延伸率3.6%的優(yōu)質(zhì)鋼性球鐵。為防止出現(xiàn)白口，在孕育變質(zhì)過程中，加入大量的硅，產(chǎn)生了許多彌散分布的硅酸鹽質(zhì)點，其晶格常數(shù)與石墨六方晶格常數(shù)十分接近，易于生成大量晶核。這些亞共晶鐵水中的富硅區(qū)的濃度起伏相當于共晶區(qū)或過共晶區(qū)經(jīng)過球化外理的鐵水，可在凝固時即時析出球狀石墨，這些自由碳在高溫熱能動力學作用下沒有足夠的碳去生成滲碳體，大量的鐵素體占主導因素，從而避免了白口傾向的產(chǎn)生。由于制造了大量的“人工晶核”變質(zhì)處理和球化過程避免了白口傾向，最主要的特征是高溫過熱使上述過程更為充分，防止了白口傾向。鑄件不必退火即可進行機械加工。石墨在溶液或固溶液中直接結(jié)晶的過程析出石墨或滲碳體，由于本方法高溫過熱的鐵水溶液在澆注時也用較高的溫度，沖天爐1460°C、電爐1560°C至1600°C在這樣高溫作用下少量的碳原子攝取了十分少的鐵原子和它結(jié)合在一起，高溫的激活能使少量的碳原子問的結(jié)合力大于異類原子的結(jié)合力，使碳原子無法大量與鐵原子結(jié)合在一起，破壞了形成滲碳體的條件，且碳在溶液中析出時由于球化劑的作用其擴散過程是控制過程，原子從各方面均勻流入可將碳結(jié)晶成園球形狀，而很少形成滲碳體，這樣的鑄件加工性能良好，可免去石墨化退火。當然如果由于鑄型或工藝原因出現(xiàn)白口時，本方法的高強度鋼性球鐵鑄件也可在石墨化退火后進行機械加工，而對高強度的特性沒有不良的影響。如用電爐1600°C以上高溫過熱熔化的鐵液鑄件其退火時間可較現(xiàn)有技術(shù)的退火時間減少1/2以上，即可全部消除滲碳體，退火時間明顯減少，節(jié)約能源顯著。
[0029] 鋼性球鐵增碳后加硅孕育變質(zhì)球化時的鐵水溫度要盡量的高。例如沖天爐1500 0C，此時可用暖風爐或吹氧提高爐溫，澆注溫度1450°C左右，更有效的方法是用中頻電爐熔煉或用電爐增溫的雙聯(lián)冶煉。使出爐溫度不低于1500°C，熔煉過熱時要盡量采用高溫，例如1560°C -1600°C之間的高溫過熱。經(jīng)過如此高溫過熱處理的鐵液鑄件質(zhì)量特別完美，是重力澆注無缺陷鑄件的簡便有效的關鍵方法。高溫鐵水有像水一般的流動性，可瞬時充滿鑄型，枝間晶形成傾向減小，高溫鐵水沖刷鑄型壁，有利于鑄件凝固時石墨化充分，復雜薄壁的鑄件在高溫液流高雷諾數(shù)的作用下可迅速被充滿，隨后的過冷不但避免了白口又特別地細化了晶粒，提高了鑄件的質(zhì)量和成品率。高溫消耗的能量有限，而近百分之百的成品率和無冒口無壓頭的澆注系統(tǒng)的鐵水利用’率明顯高于現(xiàn)有的鑄造工藝方法。本方法首先突破“高溫禁區(qū)”獲得了明顯的效果，高溫使鑄件質(zhì)量明顯得到改善。流動性對通常鐵水在1500°C球化處理時石墨呈較大球狀，而后再提高至1550°C處理時，石墨球呈雪花狀的不規(guī)整園球形，性能下降，而本方法采用1560°C -1600°C的高溫處理時,雪花狀石墨被高溫熱能激活后結(jié)晶成更為細小的園整的石墨球。低溫時球徑為20 μ -350 μ，高溫時細化的球徑可達到I μ至20 μ高溫澆注的另一個好處是鐵水流動性特別好，高溫鐵液中雜質(zhì)和氣泡易于上浮，夾渣明顯減少，分散縮孔減少，是獲取密實無缺陷鑄件的簡便有效方法。例如在電爐中的高溫鐵水質(zhì)量除氣效果好，通常的說法是高溫時鐵水易吸收氣體，實際上高溫時鐵液中的氣體被鐵水的高比重排擠到大氣中去了。在電爐熔化鐵水時，15000C -1600°c之間出現(xiàn)大量的氣泡上浮，沸騰如煮水。開鍋時一樣，氣泡反復發(fā)生不止，但在繼續(xù)的升溫過程中氣泡和沸騰現(xiàn)象停止了，鐵水呈現(xiàn)平靜的鏡面狀態(tài)，顯然這時的鐵水質(zhì)量十分均勻，無雜質(zhì)也無宏觀和微晶偏析，清徹晶融的鐵水明顯好于低溫易大量生長枝間晶，粗糙的“粘”的，流動性不好的鐵水。現(xiàn)有鑄造行業(yè)流行的工藝方法是“高溫出爐、低溫澆注”，本發(fā)明新的工藝方法是將其改為“甚高溫出爐、高溫澆注〃改變使基體組織結(jié)晶條件發(fā)生變化。由于高溫澆注，鑄型溫度的提高改善了凝固條件，避免白口傾向又細化了晶粒，在鑄型內(nèi)冷時鐵水大量的熱量直接影響初生晶的形成，促進了石墨化。在奧氏體鐵液中已經(jīng)球化了的石墨在過后的降溫時并未改變石墨的形狀。液體溫度高，表面張力降低，流動性好。粘滯系數(shù)小，使鑄件成形容易，高溫使冷卻緩慢，降低了結(jié)晶轉(zhuǎn)化溫度和速度，可使奧氏體分介產(chǎn)物的分散性增加而得到組織細化的鋼性球鐵，其鑄態(tài)組織為大量鐵素體和珠光體，沒有滲碳體。數(shù)量不多的碳元素，高溫時溶介的碳在澆注后自液體中析出的數(shù)量也明顯減少，這使鑄造缺陷得以減少，而金屬的均勻性增加，強度和塑性得到提高。在1400°C -1600°C之間隨著冶煉溫度的升高，鑄件的抗拉強度也隨之提高，溫度和質(zhì)量呈線性關系，是本方法的主要特征之一。相關數(shù)據(jù)見附表2和附表1。
[0030]綜上所述本發(fā)明加入大量廢鋼熔煉高強度鋼性球鐵的方法較現(xiàn)有鑄造球鐵大量使用高爐優(yōu)質(zhì)生鐵的方法有明顯的區(qū)別。最主要的特征在于大量使用廢鋼時可以獲得明顯高于使用高爐生鐵時的優(yōu)質(zhì)無缺陷高質(zhì)量的鋼性球鐵鑄件?？v觀國內(nèi)國外幾乎沒有沒有廢鋼的城市或鄉(xiāng)村，大量無用的廢鋼應用本發(fā)明的制造方法可以變成更為優(yōu)良的鑄件是本發(fā)明最主要的特征?？傊?，本發(fā)明的鋼性球性球鐵的制造方法，是21世紀制造新產(chǎn)品的有效方法，十分簡便的工藝方法應用廢舊資源獲得的卻是優(yōu)良的高質(zhì)量、低成本的鑄件。
[0031]本方法具有明顯的社會效益和很高的經(jīng)濟效益，推廣應用前景十分廣闊。
[0032]實施例
[0033]使用90%的廢鋼和10%高爐生鐵，廢鋼的平均含碳量為0.5%，廢鋼為工業(yè)廢料，在1600 V下熔煉，其中在熔煉時，在爐內(nèi)加石墨電極與的廢鋼一起熔煉，使得剛性球鐵的碳含量為1.5~3.0重量％，然后球化和孕育，獲得剛性球鐵。用低鎂低稀土球化劑進行球化處理。球化劑粒度在3-10mm之間。球化劑化學成分如下所示:
【權(quán)利要求】
1.一種鋼性球鐵，其是通過將60~95重量％的、含碳量平均為0.2~0.9重量％的廢鋼和5-30重量％的高爐生鐵或回爐料在1560~1600°C的高溫下熔煉，其中在熔煉時，在爐內(nèi)加石墨電極與的廢鋼一起熔煉，使得剛性球鐵的碳含量為1.5~3.0重量％，然后球化和孕育，獲得剛性球鐵，所述鋼性球鐵的化學成分和主要元素組成為--碳1.5% -3.0%、硅1.2% -2.8%、硫〈0.6%、磷〈0.06%、錳0.5% -1.2%，其余為鐵，％以剛性球鐵的重量為基準計。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛性球鐵，其特征在于，在熔煉時加入鑰0.2%-0.6%和/或銅 0.4% -0.9%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛性球鐵，其特征在于，所述廢鋼是指工業(yè)下角料或日常生活中的廢鋼質(zhì)器材、舊汽車、船舶、軍火、鋼結(jié)構(gòu)的廢料。
4.一種剛性球鐵的制造方法，其包括: 將60~95重量％的、含碳量平均為0.2~0.9重量％的廢鋼和5-30重量％的高爐生鐵或回爐料在1560~1600°C的高溫下熔煉，其中在熔煉時，在爐內(nèi)加石墨電極與的廢鋼一起熔煉，使得剛性球鐵的碳含量為1.5~3.0重量％，然后球化和孕育，獲得剛性球鐵，所述鋼性球鐵的化學成分和主要元素組成為:碳1.5% -3.0%、硅1.7% -2.7%、硫〈0.6%、磷〈0.06%、錳0.5% _1.0%，其余為鐵，％以剛性球鐵的重量為基準計。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在熔煉時加入鑰0.2% -0.6%和/或銅0.4% -0.9%。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述廢鋼是指工業(yè)下角料或日常生活中的廢鋼質(zhì)器材、舊汽車、船舶、軍火、鋼結(jié)構(gòu)的廢料。
【文檔編號】C22C33/08GK103924167SQ201410177216
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月29日
【發(fā)明者】鄭巨瀾, 黃為, 廖成智, 陳建平, 童攀 申請人:長沙金龍鑄造實業(yè)有限公司