本發(fā)明涉及機(jī)械配件材料技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料及其生產(chǎn)工藝。

背景技術(shù)：

機(jī)械配件種類繁多，根據(jù)機(jī)械配件的應(yīng)用需求會(huì)選擇不同的制造材料。強(qiáng)度是機(jī)械配件的一項(xiàng)重要的性能指標(biāo)。近年來，隨著對機(jī)械、冶金、紡織等行業(yè)對機(jī)械配件質(zhì)量要求的提高，中高強(qiáng)度機(jī)械配件的需求量急劇增長。我國加入世貿(mào)組織后，將成為機(jī)械配件出口大國，這種需求會(huì)進(jìn)一步增加。目前我國生產(chǎn)高強(qiáng)度機(jī)械配件材料主要有兩種方法：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。在傳統(tǒng)機(jī)械配件材料生產(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)機(jī)械配件材料生產(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)致機(jī)械配件容易變形，以及生產(chǎn)成本較高的問題出現(xiàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料及其生產(chǎn)工藝，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料，由以下按照重量份的原料組成：鑄造生鐵260-280份、廢鋼170-200份、機(jī)械類廢舊生鐵350-400份、高錳生鐵60-80份、硅鐵8-12份、鎳鐵3-6份、鈦鐵1-3份、鉬鐵5-7份。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：由以下按照重量份的原料組成：鑄造生鐵265-278份、廢鋼180-190份、機(jī)械類廢舊生鐵360-390份、高錳生鐵63-77份、硅鐵9-11份、鎳鐵4-5份、鈦鐵1.2-2.7份、鉬鐵5.3-6.6份。

作為本發(fā)明再進(jìn)一步的方案：由以下按照重量份的原料組成：鑄造生鐵271份、廢鋼186份、機(jī)械類廢舊生鐵373份、高錳生鐵69份、硅鐵10份、鎳鐵4.3份、鈦鐵2.1份、鉬鐵5.8份。

所述用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料的生產(chǎn)工藝，步驟如下：

1）稱取鑄造生鐵、廢鋼和機(jī)械類廢舊生鐵，放入至中頻真空感應(yīng)爐中，中頻真空感應(yīng)爐在150-200KW的功率下工作15-20min，然后功率提升至450KW，當(dāng)中頻真空感應(yīng)爐中有五分之一體積的原料熔融為鐵水時(shí)，停止加熱；

2）向中頻真空感應(yīng)爐中加入增碳劑，增碳劑的加入量為中頻真空感應(yīng)爐中原料總重量0.1-0.3%，增碳劑加入完畢后，中頻真空感應(yīng)爐在450KW下開始工作，直至中頻真空感應(yīng)爐中所有原料熔融為鐵水；

3）將中頻真空感應(yīng)爐內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)至1450-1470℃，然后加入高錳生鐵，待高錳生鐵熔煉完成后，在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度在35-40mm時(shí)，升溫至1480-1485℃，取出珍珠巖膜，將溫度升高至1495-1500℃，再次在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度為15-20mm，取出珍珠巖膜，保持溫度，再次在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度為5-7mm，取出珍珠巖膜；

4）將鐵水溫度升高至1520-1550℃，以包內(nèi)沖入法加入加入鈦鐵和鉬鐵；

5）以隨流孕育的方式加入硅鐵和鎳鐵，對鐵液進(jìn)行孕育化處理；

6）孕育處理完畢后，扒渣2-3次，保證鐵液溫度在1370-1390℃澆鑄完畢，鑄件保溫10-15小時(shí)后開箱清理打磨；

7）將打磨后的鑄件升溫至1000-1050℃，保溫3-5h，進(jìn)行退火處理，然后出爐空冷至100-150℃，再升溫至450-500℃進(jìn)行回火處理，保溫1-2h，出爐空冷至室溫，即可。

作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：步驟2）中的增碳劑為電極石墨。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

1、本發(fā)明制備的孕育鑄鐵材料不易出現(xiàn)縮松，容易孕育，抗拉強(qiáng)度增強(qiáng)，耐磨性增強(qiáng)，硬度適中易加工，鑄件不易發(fā)生斷裂；

2、本發(fā)明制備的孕育鑄鐵材料，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)。

3、本發(fā)明制備的孕育鑄鐵材料，制備工藝簡單，綠色環(huán)保。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

實(shí)施例1

一種用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料，由以下按照重量份的原料組成：鑄造生鐵260份、廢鋼170份、機(jī)械類廢舊生鐵350份、高錳生鐵60份、硅鐵8份、鎳鐵3份、鈦鐵1份、鉬鐵5份。

所述用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料的生產(chǎn)工藝，步驟如下：

1）稱取鑄造生鐵、廢鋼和機(jī)械類廢舊生鐵，放入至中頻真空感應(yīng)爐中，中頻真空感應(yīng)爐在150KW的功率下工作15min，然后功率提升至450KW，當(dāng)中頻真空感應(yīng)爐中有五分之一體積的原料熔融為鐵水時(shí)，停止加熱；

2）向中頻真空感應(yīng)爐中加入增碳劑，增碳劑的加入量為中頻真空感應(yīng)爐中原料總重量0.1%，增碳劑加入完畢后，中頻真空感應(yīng)爐在450KW下開始工作，直至中頻真空感應(yīng)爐中所有原料熔融為鐵水，其中，所述增碳劑為電極石墨；

3）將中頻真空感應(yīng)爐內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)至1450℃，然后加入高錳生鐵，待高錳生鐵熔煉完成后，在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度在35mm時(shí)，升溫至1480℃，取出珍珠巖膜，將溫度升高至1495℃，再次在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度為15mm，取出珍珠巖膜，保持溫度，再次在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度為5mm，取出珍珠巖膜；

4）將鐵水溫度升高至1520℃，以包內(nèi)沖入法加入加入鈦鐵和鉬鐵；

5）以隨流孕育的方式加入硅鐵和鎳鐵，對鐵液進(jìn)行孕育化處理；

6）孕育處理完畢后，扒渣2次，保證鐵液溫度在1370℃澆鑄完畢，鑄件保溫10小時(shí)后開箱清理打磨；

7）將打磨后的鑄件升溫至1000℃，保溫3h，進(jìn)行退火處理，然后出爐空冷至100℃，再升溫至450℃進(jìn)行回火處理，保溫1h，出爐空冷至室溫，即可。

實(shí)施例2

一種用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料，由以下按照重量份的原料組成：鑄造生鐵265份、廢鋼190份、機(jī)械類廢舊生鐵400份、高錳生鐵65份、硅鐵9份、鎳鐵4份、鈦鐵3份、鉬鐵5份。

所述用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料的生產(chǎn)工藝，步驟如下：

1）稱取鑄造生鐵、廢鋼和機(jī)械類廢舊生鐵，放入至中頻真空感應(yīng)爐中，中頻真空感應(yīng)爐在180KW的功率下工作17min，然后功率提升至450KW，當(dāng)中頻真空感應(yīng)爐中有五分之一體積的原料熔融為鐵水時(shí)，停止加熱；

2）向中頻真空感應(yīng)爐中加入增碳劑，增碳劑的加入量為中頻真空感應(yīng)爐中原料總重量0.15%，增碳劑加入完畢后，中頻真空感應(yīng)爐在450KW下開始工作，直至中頻真空感應(yīng)爐中所有原料熔融為鐵水，其中，所述增碳劑為電極石墨；

3）將中頻真空感應(yīng)爐內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)至1453℃，然后加入高錳生鐵，待高錳生鐵熔煉完成后，在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度在36mm時(shí)，升溫至1481℃，取出珍珠巖膜，將溫度升高至1496℃，再次在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度為16mm，取出珍珠巖膜，保持溫度，再次在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度為6mm，取出珍珠巖膜；

4）將鐵水溫度升高至1530℃，以包內(nèi)沖入法加入加入鈦鐵和鉬鐵；

5）以隨流孕育的方式加入硅鐵和鎳鐵，對鐵液進(jìn)行孕育化處理；

6）孕育處理完畢后，扒渣3次，保證鐵液溫度在1380℃澆鑄完畢，鑄件保溫11小時(shí)后開箱清理打磨；

7）將打磨后的鑄件升溫至1010℃，保溫3.5h，進(jìn)行退火處理，然后出爐空冷至110℃，再升溫至460℃進(jìn)行回火處理，保溫1.5h，出爐空冷至室溫，即可。

實(shí)施例3

一種用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料，由以下按照重量份的原料組成：鑄造生鐵271份、廢鋼186份、機(jī)械類廢舊生鐵373份、高錳生鐵69份、硅鐵10份、鎳鐵4.3份、鈦鐵2.1份、鉬鐵5.8份。

所述用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料的生產(chǎn)工藝，步驟如下：

1）稱取鑄造生鐵、廢鋼和機(jī)械類廢舊生鐵，放入至中頻真空感應(yīng)爐中，中頻真空感應(yīng)爐在170KW的功率下工作18min，然后功率提升至450KW，當(dāng)中頻真空感應(yīng)爐中有五分之一體積的原料熔融為鐵水時(shí)，停止加熱；

2）向中頻真空感應(yīng)爐中加入增碳劑，增碳劑的加入量為中頻真空感應(yīng)爐中原料總重量0.2%，增碳劑加入完畢后，中頻真空感應(yīng)爐在450KW下開始工作，直至中頻真空感應(yīng)爐中所有原料熔融為鐵水，其中，所述增碳劑為電極石墨；

3）將中頻真空感應(yīng)爐內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)至1460℃，然后加入高錳生鐵，待高錳生鐵熔煉完成后，在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度在38mm時(shí)，升溫至1483℃，取出珍珠巖膜，將溫度升高至1498℃，再次在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度為17mm，取出珍珠巖膜，保持溫度，再次在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度為6mm，取出珍珠巖膜；

4）將鐵水溫度升高至1540℃，以包內(nèi)沖入法加入加入鈦鐵和鉬鐵；

5）以隨流孕育的方式加入硅鐵和鎳鐵，對鐵液進(jìn)行孕育化處理；

6）孕育處理完畢后，扒渣3次，保證鐵液溫度在1380℃澆鑄完畢，鑄件保溫13小時(shí)后開箱清理打磨；

7）將打磨后的鑄件升溫至1030℃，保溫4h，進(jìn)行退火處理，然后出爐空冷至130℃，再升溫至470℃進(jìn)行回火處理，保溫1.5h，出爐空冷至室溫，即可。

實(shí)施例4

一種用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料，由以下按照重量份的原料組成：鑄造生鐵275份、廢鋼190份、機(jī)械類廢舊生鐵380份、高錳生鐵60份、硅鐵10份、鎳鐵5份、鈦鐵2份、鉬鐵6份。

所述用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料的生產(chǎn)工藝，步驟如下：

1）稱取鑄造生鐵、廢鋼和機(jī)械類廢舊生鐵，放入至中頻真空感應(yīng)爐中，中頻真空感應(yīng)爐在170KW的功率下工作19min，然后功率提升至450KW，當(dāng)中頻真空感應(yīng)爐中有五分之一體積的原料熔融為鐵水時(shí)，停止加熱；

2）向中頻真空感應(yīng)爐中加入增碳劑，增碳劑的加入量為中頻真空感應(yīng)爐中原料總重量0.23%，增碳劑加入完畢后，中頻真空感應(yīng)爐在450KW下開始工作，直至中頻真空感應(yīng)爐中所有原料熔融為鐵水，其中，所述增碳劑為電極石墨；

3）將中頻真空感應(yīng)爐內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)至1460℃，然后加入高錳生鐵，待高錳生鐵熔煉完成后，在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度在39mm時(shí)，升溫至1483℃，取出珍珠巖膜，將溫度升高至1498℃，再次在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度為19mm，取出珍珠巖膜，保持溫度，再次在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度為7mm，取出珍珠巖膜；

4）將鐵水溫度升高至1540℃，以包內(nèi)沖入法加入加入鈦鐵和鉬鐵；

5）以隨流孕育的方式加入硅鐵和鎳鐵，對鐵液進(jìn)行孕育化處理；

6）孕育處理完畢后，扒渣2次，保證鐵液溫度在1385℃澆鑄完畢，鑄件保溫14小時(shí)后開箱清理打磨；

7）將打磨后的鑄件升溫至1040℃，保溫4.5h，進(jìn)行退火處理，然后出爐空冷至145℃，再升溫至490℃進(jìn)行回火處理，保溫2h，出爐空冷至室溫，即可。

實(shí)施例5

一種用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料，由以下按照重量份的原料組成：鑄造生鐵280份、廢鋼200份、機(jī)械類廢舊生鐵400份、高錳生鐵80份、硅鐵12份、鎳鐵6份、鈦鐵3份、鉬鐵7份。

所述用于高強(qiáng)度機(jī)械配件的孕育鑄鐵材料的生產(chǎn)工藝，步驟如下：

1）稱取鑄造生鐵、廢鋼和機(jī)械類廢舊生鐵，放入至中頻真空感應(yīng)爐中，中頻真空感應(yīng)爐在200KW的功率下工作20min，然后功率提升至450KW，當(dāng)中頻真空感應(yīng)爐中有五分之一體積的原料熔融為鐵水時(shí)，停止加熱；

2）向中頻真空感應(yīng)爐中加入增碳劑，增碳劑的加入量為中頻真空感應(yīng)爐中原料總重量0.3%，增碳劑加入完畢后，中頻真空感應(yīng)爐在450KW下開始工作，直至中頻真空感應(yīng)爐中所有原料熔融為鐵水，其中，所述增碳劑為電極石墨；

3）將中頻真空感應(yīng)爐內(nèi)的溫度調(diào)節(jié)至1470℃，然后加入高錳生鐵，待高錳生鐵熔煉完成后，在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度在40mm時(shí)，升溫至1485℃，取出珍珠巖膜，將溫度升高至1500℃，再次在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度為20mm，取出珍珠巖膜，保持溫度，再次在鐵水表面加入珍珠巖，珍珠巖造渣厚度為7mm，取出珍珠巖膜；

4）將鐵水溫度升高至1550℃，以包內(nèi)沖入法加入加入鈦鐵和鉬鐵；

5）以隨流孕育的方式加入硅鐵和鎳鐵，對鐵液進(jìn)行孕育化處理；

6）孕育處理完畢后，扒渣3次，保證鐵液溫度在1390℃澆鑄完畢，鑄件保溫15小時(shí)后開箱清理打磨；

7）將打磨后的鑄件升溫至1050℃，保溫5h，進(jìn)行退火處理，然后出爐空冷至150℃，再升溫至500℃進(jìn)行回火處理，保溫2h，出爐空冷至室溫，即可。

本發(fā)明制備的孕育鑄鐵材料不易出現(xiàn)縮松，容易孕育，抗拉強(qiáng)度增強(qiáng)，耐磨性增強(qiáng)，硬度適中易加工，鑄件不易發(fā)生斷裂；本發(fā)明制備的孕育鑄鐵材料，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)明制備的孕育鑄鐵材料，制備工藝簡單，綠色環(huán)保。

上面對本發(fā)明的較佳實(shí)施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。