本發(fā)明涉及黑色金屬的生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種鑄鐵活塞環(huán)及其制備方法。

背景技術(shù)：

我國(guó)從1950年就開(kāi)始生產(chǎn)球墨鑄鐵，加上七＋年代以來(lái)開(kāi)發(fā)了豐富的稀土資源，因此在鎂球墨鑄鐵的基礎(chǔ)上發(fā)展了我國(guó)獨(dú)特的稀土球墨鑄鐵，成為重要的鑄造材料。含硼球墨鑄鐵是一種性能優(yōu)良的減磨材料，它具有很高的硬度和延長(zhǎng)鑄件的使用壽命的特點(diǎn)。含硼球墨鑄鐵只需在鑄鐵中加入硼，基體組織幾乎不發(fā)生變化，只是在奧氏體中出現(xiàn)一部分硼碳化物。由于硼碳化物的顯徴硬度較髙HV＝1100左右，因此提髙了減磨性能，同時(shí)硼碳化物在基體中均勻分布，所以對(duì)加工性能并不帶來(lái)很多困難。因此，發(fā)展含硼減磨球墨鑄鐵以延長(zhǎng)鑄件的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，針對(duì)上述問(wèn)題，提出一種鑄鐵活塞環(huán)及其制備方法，通過(guò)控制鑄鐵中碳、硅和硼的加入量以及球化處理，鑄造出髙性能減磨球墨鑄鐵。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：C2.9～3.3%、Si2.2～2.4%、Mn0.8～1.1%、B0.04～0.06%、P0.3～0.45%、S≤0.08%，余量為Fe。

一種制備鑄鐵活塞環(huán)的方法，包括下述幾個(gè)步驟：

第一步：配料：將廢鋼、回爐料、生鐵、錳鐵、硅鐵、純硼按C2.9～3.3%、Si2.2～2.4%、Mn0.8～1.1%、B0.04～0.06%、P0.3～0.45%、S≤0.08%，余量為Fe重量百分比的方式進(jìn)行配料；

第二步：預(yù)熱：將優(yōu)化計(jì)算好的廢鋼、回爐料、生鐵投入中頻感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱；

第三步：熔煉：將中頻感應(yīng)爐內(nèi)的廢鋼、回爐料、生鐵熔化后，投入其數(shù)量為爐料18～28%，成分為石灰70%+螢石30%的脫氧劑進(jìn)行預(yù)脫氧，再投入烘烤處理的錳鐵、硅鐵和純硼，當(dāng)鐵液溫度升溫至1400～1460℃，加入0.1%除渣劑一次除渣，然后覆蓋保溫劑等待取樣分析；

第四步：爐前快速分析：取鐵液用爐前光譜儀分析結(jié)合碳硅熱分析進(jìn)行快速分析，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整化學(xué)成分；

第五步：終脫氧：將鐵液溫度升溫至1480～1640℃，投入其數(shù)量為鐵液0.1～0.3%的鋁進(jìn)行終脫氧；

第六步：球化處理和孕育處理：鐵液自中頻感應(yīng)爐流向澆包，在澆包內(nèi)進(jìn)行球化處理、孕育處理和二次除渣處理，加入其數(shù)量為鐵液量的1.2～1.4%球化劑，球化劑的粒度為8～26mm，球化劑為FeSiMg8Re3；加入其數(shù)量為鐵液量的1～1.2%孕育劑，孕育劑的粒度為4～8mm，孕育劑為75硅鐵；加入其數(shù)量為鐵液量的0.1%除渣劑，球化反應(yīng)后立刻扒渣澆注三角試片和光譜儀分析檢測(cè)鐵水球化及化學(xué)成分合格后進(jìn)行澆注；

第七步：澆注：澆注溫度1480～1520℃，澆包澆注時(shí)隨著澆注加入其數(shù)量為鐵液量的0.08～0.16%二次孕育劑，孕育劑的粒度為2～6mm，孕育劑為75硅鐵，得到含硼球墨鑄鐵活塞環(huán)鑄件。

本發(fā)明的有益效果是：熔煉工藝簡(jiǎn)單，通過(guò)控制鑄鐵中碳、硅和硼的加入量以及球化處理，鑄造出髙性能減磨球墨鑄鐵，同時(shí)降低生產(chǎn)成本，特別適合鑄造活塞環(huán)。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

本例的一種制備鑄鐵活塞環(huán)的方法，包括下述幾個(gè)步驟：

第一步：配料：將廢鋼、回爐料、生鐵、錳鐵、硅鐵、純硼按C2.9%、Si2.2%、Mn0.8%、B0.04%、P0.3%、S≤0.08%，余量為Fe重量百分比的方式進(jìn)行配料；

第二步：預(yù)熱：將優(yōu)化計(jì)算好的廢鋼、回爐料、生鐵投入中頻感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱；

第三步：熔煉：將中頻感應(yīng)爐內(nèi)的廢鋼、回爐料、生鐵熔化后，投入其數(shù)量為爐料18%，成分為石灰70%+螢石30%的脫氧劑進(jìn)行預(yù)脫氧，再投入烘烤處理的錳鐵、硅鐵和純硼，當(dāng)鐵液溫度升溫至1400℃，加入0.1%除渣劑一次除渣，然后覆蓋保溫劑等待取樣分析；

第四步：爐前快速分析：取鐵液用爐前光譜儀分析結(jié)合碳硅熱分析進(jìn)行快速分析，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整化學(xué)成分；

第五步：終脫氧：將鐵液溫度升溫至1480℃，投入其數(shù)量為鐵液0.1%的鋁進(jìn)行終脫氧；

第六步：球化處理和孕育處理：鐵液自中頻感應(yīng)爐流向澆包，在澆包內(nèi)進(jìn)行球化處理、孕育處理和二次除渣處理，加入其數(shù)量為鐵液量的1.2%球化劑，球化劑的粒度為8mm，球化劑為FeSiMg8Re3；加入其數(shù)量為鐵液量的1%孕育劑，孕育劑的粒度為4mm，孕育劑為75硅鐵；加入其數(shù)量為鐵液量的0.1%除渣劑，球化反應(yīng)后立刻扒渣澆注三角試片和光譜儀分析檢測(cè)鐵水球化及化學(xué)成分合格后進(jìn)行澆注；

第七步：澆注：澆注溫度1480℃，澆包澆注時(shí)隨著澆注加入其數(shù)量為鐵液量的0.08%二次孕育劑，孕育劑的粒度為2mm，孕育劑為75硅鐵，得到含硼球墨鑄鐵活塞環(huán)鑄件。

實(shí)施例2：

本例的一種制備鑄鐵活塞環(huán)的方法，包括下述幾個(gè)步驟：

第一步：配料：將廢鋼、回爐料、生鐵、錳鐵、硅鐵、純硼按C3.1%、Si2.3%、Mn0.95%、B0.05%、P0.375%、S≤0.08%，余量為Fe重量百分比的方式進(jìn)行配料；

第二步：預(yù)熱：將優(yōu)化計(jì)算好的廢鋼、回爐料、生鐵投入中頻感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱；

第三步：熔煉：將中頻感應(yīng)爐內(nèi)的廢鋼、回爐料、生鐵熔化后，投入其數(shù)量為爐料23%，成分為石灰70%+螢石30%的脫氧劑進(jìn)行預(yù)脫氧，再投入烘烤處理的錳鐵、硅鐵和純硼，當(dāng)鐵液溫度升溫至1430℃，加入0.1%除渣劑一次除渣，然后覆蓋保溫劑等待取樣分析；

第四步：爐前快速分析：取鐵液用爐前光譜儀分析結(jié)合碳硅熱分析進(jìn)行快速分析，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整化學(xué)成分；

第五步：終脫氧：將鐵液溫度升溫至1510℃，投入其數(shù)量為鐵液0.2%的鋁進(jìn)行終脫氧；

第六步：球化處理和孕育處理：鐵液自中頻感應(yīng)爐流向澆包，在澆包內(nèi)進(jìn)行球化處理、孕育處理和二次除渣處理，加入其數(shù)量為鐵液量的1.3%球化劑，球化劑的粒度為17mm，球化劑為FeSiMg8Re3；加入其數(shù)量為鐵液量的1.1%孕育劑，孕育劑的粒度為6mm，孕育劑為75硅鐵；加入其數(shù)量為鐵液量的0.1%除渣劑，球化反應(yīng)后立刻扒渣澆注三角試片和光譜儀分析檢測(cè)鐵水球化及化學(xué)成分合格后進(jìn)行澆注；

第七步：澆注：澆注溫度1500℃，澆包澆注時(shí)隨著澆注加入其數(shù)量為鐵液量的0.12%二次孕育劑，孕育劑的粒度為4mm，孕育劑為75硅鐵，得到含硼球墨鑄鐵活塞環(huán)鑄件。

實(shí)施例3：

本例的一種制備鑄鐵活塞環(huán)的方法，包括下述幾個(gè)步驟：

第一步：配料：將廢鋼、回爐料、生鐵、錳鐵、硅鐵、純硼按3.3%、Si2.4%、Mn1.1%、B0.06%、P0.45%、S≤0.08%，余量為Fe重量百分比的方式進(jìn)行配料；

第二步：預(yù)熱：將優(yōu)化計(jì)算好的廢鋼、回爐料、生鐵投入中頻感應(yīng)爐內(nèi)進(jìn)行預(yù)熱；

第三步：熔煉：將中頻感應(yīng)爐內(nèi)的廢鋼、回爐料、生鐵熔化后，投入其數(shù)量為爐料28%，成分為石灰70%+螢石30%的脫氧劑進(jìn)行預(yù)脫氧，再投入烘烤處理的錳鐵、硅鐵和純硼，當(dāng)鐵液溫度升溫至1460℃，加入0.1%除渣劑一次除渣，然后覆蓋保溫劑等待取樣分析；

第四步：爐前快速分析：取鐵液用爐前光譜儀分析結(jié)合碳硅熱分析進(jìn)行快速分析，根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整化學(xué)成分；

第五步：終脫氧：將鐵液溫度升溫至1640℃，投入其數(shù)量為鐵液0.3%的鋁進(jìn)行終脫氧；

第六步：球化處理和孕育處理：鐵液自中頻感應(yīng)爐流向澆包，在澆包內(nèi)進(jìn)行球化處理、孕育處理和二次除渣處理，加入其數(shù)量為鐵液量的1.4%球化劑，球化劑的粒度為26mm，球化劑為FeSiMg8Re3；加入其數(shù)量為鐵液量的1.2%孕育劑，孕育劑的粒度為8mm，孕育劑為75硅鐵；加入其數(shù)量為鐵液量的0.1%除渣劑，球化反應(yīng)后立刻扒渣澆注三角試片和光譜儀分析檢測(cè)鐵水球化及化學(xué)成分合格后進(jìn)行澆注；

第七步：澆注：澆注溫度1520℃，澆包澆注時(shí)隨著澆注加入其數(shù)量為鐵液量的0.16%二次孕育劑，孕育劑的粒度為6mm，孕育劑為75硅鐵，得到含硼球墨鑄鐵活塞環(huán)鑄件。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了說(shuō)明，但這些說(shuō)明不能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求書(shū)限定，仼何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎(chǔ)上的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。