高強度灰鑄鐵件的熔煉方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種灰鑄鐵件的熔煉方法，尤其涉及高強度灰鑄鐵件的熔煉方法，屬于化學熔煉領域。
【背景技術】
[0002]灰鑄鐵基本上是由鐵、碳和硅組成的共晶型合金，其中，碳主要以石墨的形態(tài)存在。生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鑄件，控制鑄鐵凝固時形成的石墨的形態(tài)和基體金屬組織是至關重要的。孕育處理是生產(chǎn)工藝中最重要的環(huán)節(jié)之一。良好的孕育處理可使灰鑄鐵具有符合要求的顯微組織，從而保證鑄件的力學性能和加工性能。在液態(tài)鑄鐵中加入孕育劑，可以形成大量亞顯微核心，促使共晶團在液相中生成。接近共晶凝固溫度時，生核處首先形成細小的石墨片，并由此成長為共晶團。每一個共晶團的形成，都會向周圍的液相釋放少量的熱，形成的共晶團越多，鑄鐵的凝固速率就越低。凝固速率的降低，就有助于按鐵-石墨穩(wěn)定系統(tǒng)凝固，而且能得到A型石墨組織。
[0003]一般的，良好的孕育處理有以下作用:(I)消除或減輕白口傾向；⑵避免出現(xiàn)過冷組織；(3)減輕鑄鐵件的壁厚敏感性，使鑄件薄、厚截面處顯微組織的差別小，硬度差別也??；(4)有利于共晶團生核，使共晶團數(shù)增多；(5)使鑄鐵中石墨的形態(tài)主要是細小而且均勻分布的A型石墨，從而改善鑄鐵的力學性能。孕育良好的鑄鐵流動性較好，鑄件的收縮減少、加工性能改善、殘留應力減少.
[0004]傳統(tǒng)的中頻感應電爐熔煉高牌號灰鑄鐵件時須加入合金化元素銅或錫，增加了制造成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供高強度灰鑄鐵件的熔煉方法，以解決上述制造成本高的難題，并且可以得到較高產(chǎn)率的A型石墨。
[0006]本發(fā)明采用的技術方案為:高強度灰鑄鐵件的熔煉方法，其特征在于:以牌號Q235為的廢鋼、牌號為QlO的生鐵和灰鐵回爐料為原料進行灰鑄鐵件的熔煉；所述熔煉具體步驟為:
[0007](I)先將0.8?1%錳鐵和10%牌號為QlO的生鐵一同加入中頻感應電爐中，然后同時加入2.5%的增碳劑和60%牌號為Q235的廢鋼，最后加入30%灰鐵回爐料熔煉；
[0008](2)在鐵水熔煉到感應電爐體積的3/4時，加入0.6?0.7%的碳化硅同時加入灰鐵回爐料至爐滿后進行熔煉形成鐵水；
[0009](3)將步驟2中的加熱升溫至1440?1460°C時，使用碳硫儀測定鐵水中的C含量在 3.00 ?3.10% ；
[0010](4)將步驟3中的鐵水加熱升溫至1500?1520°C后，將感應電爐調(diào)至保溫狀態(tài)，鐵水靜置5?10分鐘形成原鐵水；
[0011](5)將0.5?0.6%的硅鋯孕育劑與原鐵水一同沖入出鐵包中形成終鐵水，隨后終鐵水扒渣干凈后澆入鑄型型腔，設定澆鑄溫度為1380?1410°C，澆鑄時間為I?2分鐘。
[0012]進一步的，所述步驟I中牌號為QlO的生鐵中各組成成分的質(zhì)量分數(shù)分別為C:4.45 ?4.50%, S1:0.75 ?0.80%, Mn:0.12 ?0.15%, P:0.023 ?0.027%, S:0.012 ?0.015%, Cr:0.033 ?0.040%, Ti:0.02 ?0.030%, V:0.010 ?0.020%，余量為 Fe。
[0013]進一步的，所述步驟I中牌號為Q235的廢鋼中各組成成分的質(zhì)量分數(shù)分別為C:0.23 ?0.28%, S1:0.15 ?0.18%, Mn:0.43 ?0.55%, P:0.02 ?0.025%, S:0.021 ?
0.030%, Cr:0.017 ?0.020%, Ti:0.001 ?0.003%, V:0.001 ?0.004%，余量為 Fe。
[0014]進一步的，所述步驟I中增碳劑的各組分質(zhì)量分數(shù)分別為氮< 0.02%，碳:98?100%，雜質(zhì) O ?1.68%o
[0015]進一步的，所述步驟2中碳化娃的質(zhì)量分數(shù)為88?90%，其中娃:60?63%，碳:27%，雜質(zhì)10?13% ;所述碳化娃的粒度I?5mm。
[0016]進一步的，所述步驟5中硅鋯孕育劑的各組分質(zhì)量分數(shù)分別為S1:73.1%, Zr:2.42%，余量為Fe。
[0017]進一步的，所述步驟5中娃錯孕育劑的粒度為0.2?0.6mm。
[0018]有益效果:本發(fā)明的方法代替了傳統(tǒng)的中頻感應電爐熔煉高牌號灰鑄鐵件時須加入合金化元素銅或錫，降低了制造成本，且便于回爐料的管理；本方法采用碳化硅與爐料同時熔煉的方法對鐵水進行預處理，保證了預處理的效果；采用高效孕育劑硅鋯孕育劑保證了孕育的效果，使鑄件本體金相中獲得80 %以上的A型石墨，鑄件本體抗拉強度達到270?300之間，本體表面E型石墨彡20%，中心部位彡5%。
【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明本體試棒的金相結構中A型石墨分布圖。
[0020]圖2為本發(fā)明本體試棒的珠光體圖。
【具體實施方式】
[0021]下面的實施列可以使本專業(yè)技術人員更全面的理解本發(fā)明，但并不因此將本發(fā)明限制在所述的實施例范圍之中。
[0022]實施例1
[0023]高強度灰鑄鐵件的熔煉方法:以牌號為Q235的廢鋼、牌號為QlO的生鐵和回爐料為原料進行灰鑄鐵件的熔煉；熔煉具體步驟為:
[0024](I)先將0.8%錳鐵和10%牌號為QlO的生鐵一同加入中頻感應電爐中，然后同時加入2.5%的增碳劑和60%牌號為Q235的廢鋼，最后加入30%的回爐料熔煉；
[0025](2)在鐵水熔煉到感應電爐體積的3/4時，向感應電爐中加入0.6%的碳化硅同時加入灰鐵回爐料至爐滿后進行恪煉形成鐵水；
[0026](3)將步驟2中的加熱升溫至1440?1460°C時，使用碳硫儀測定鐵水中的C含量在 3.00 ?3.10% ；
[0027](4)將步驟2中的原鐵水加熱升溫至1500?1520°C后，將感應電爐調(diào)至保溫狀態(tài)，鐵水靜置5?10分鐘形成原鐵水；
[0028](5)將0.5%的硅鋯孕育劑與原鐵水一同沖入出鐵包中，隨后再同時沖入鑄型型腔中進行澆鑄，設置澆鑄溫度為1380-1410°C，澆鑄時間為I?2分鐘。
[0029]按照本實施例的熔煉方法，熔煉的原鐵水各組分含量滿足:C:3.00-3.10%, Si:1.30-1.40%, Mn:0.6% -0.9%, P 彡 0.05%, S:0.08-0.010% ；
[0030]熔煉的終鐵水各組分含量滿足:C:3.00-3.10 %，S1:1.70-1.80 %, Mn:
0.6% -0.9%, P 彡 0.05%, S:0.08-0.010%。
[0031]本實施例熔煉灰鑄鐵件的檢驗結果為抗拉強度達到276，表面硬度達到220，珠光體含量為98%。
[0032]實施例2
[0033]將加入的錳鐵量為0.9%，碳化硅加入量為0.65%，硅鋯孕育劑加入量為0.55%，按照實施例1所述的熔煉方法進行熔煉。
[0034]按照本實施例的熔煉方法，熔煉的原鐵水各組分含量滿足:C:3.00-3.10%, Si:
1.30-1.40%, Mn:0.6% -0.9%, P 彡 0.05%, S:0.08-0.010% ；
[0035]熔煉的終鐵水各組分含量滿足:C:3.00-3.10 %, Si:1.70-1.80 %, Mn:
0.6% -0.9%, P 彡 0.05%, S:0.08-0.010%。
[0036]本實施例熔煉灰鑄鐵件的檢驗結果為抗拉強度達到281，表面硬度達到228，珠光體含量為98.5%。
[0037]實施例3
[0038]將加入的錳鐵量為I %，碳化硅加入量為0.7%，硅鋯孕育劑加入量為0.6%，按照實施例1所述的熔煉方法進行熔煉。
[0039]按照本實施例的熔煉方法，熔煉的原鐵水各組分含量滿足:C:3.00-3.10%, Si:
1.30-1.40%, Mn:0.6% -0.9%, P 彡 0.05%, S:0.08-0.010% ；
[0040]熔煉的終鐵水各組分含量滿足:C:3.00-3.10 %, Si:1.70-1.80 %, Mn:0.6% -0.9%, P 彡 0.05%, S:0.08-0.010%。
[0041]本實施例熔煉灰鑄鐵件的檢驗結果為抗拉強度達到277，表面硬度達到236，珠光體含量為98.9%。
【主權項】
1.高強度灰鑄鐵件的熔煉方法，其特征在于:以牌號Q235為的廢鋼、牌號為QlO的生鐵和灰鐵回爐料為原料進行灰鑄鐵件的熔煉；所述熔煉具體步驟為: (1)先將0.8?1%錳鐵和10%牌號為QlO的生鐵一同加入中頻感應電爐中，然后同時加入2.5%的增碳劑和60%牌號為Q235的廢鋼，最后加入30%灰鐵回爐料熔煉； (2)在鐵水熔煉到感應電爐體積的3/4時，加入0.6?0.7%的碳化硅同時加入灰鐵回爐料至爐滿后進行熔煉形成鐵水； (3)將步驟2中的加熱升溫至1440?1460°C時，使用碳硫儀測定鐵水中的C含量在3.00 ?3.10% ； (4)將步驟3中的鐵水加熱升溫至1500?1520°C后，將感應電爐調(diào)至保溫狀態(tài)，鐵水靜置5?10分鐘形成原鐵水； (5)將0.5?0.6%的硅鋯孕育劑與原鐵水一同沖入出鐵包中，形成終鐵水，將終鐵水扒渣干凈后澆入鑄型型腔，設定澆鑄溫度為1380?1410°C，澆鑄時間為I?2分鐘； 所述步驟I中牌號為QlO的生鐵中各組成成分的質(zhì)量分數(shù)分別為C:4.45?4.50%，S1:0.75 ?0.80 %，Mn:0.12 ?0.15 %，P:0.023 ?0.027 %，S:0.012 ?0.015%, Cr:0.033 ?0.040%, Ti:0.02 ?0.030%, V:0.010 ?0.020%，余量為 Fe ； 所述步驟I中牌號為Q235的廢鋼中各組成成分的質(zhì)量分數(shù)分別為C:0.23?0.28%，S1:0.15 ?0.18 %，Mn:0.43 ?0.55 %，P:0.28 ?0.025 %，S:0.021 ?0.030 %, Cr:0.017 ?0.020%, Ti:0.001 ?0.003%, V:0.001 ?0.004%，余量為 Fe。2.根據(jù)權利要求1所述的高強度灰鑄鐵件的熔煉方法，其特征在于:所述步驟I中增碳劑的各組分質(zhì)量分數(shù)分別為氮0.02%，碳:98?100%，雜質(zhì)O?1.68%。3.根據(jù)權利要求1所述的高強度灰鑄鐵件的熔煉方法，其特征在于:所述步驟2中碳化硅的質(zhì)量分數(shù)為88?90%，其中硅:60?63%，碳:27%，雜質(zhì)10?13% ;所述碳化硅的粒度I?5mm。4.根據(jù)權利要求1所述的高強度灰鑄鐵件的熔煉方法，其特征在于:所述步驟5中硅鋯孕育劑的各組分質(zhì)量分數(shù)分別為Si:73.l%,Zr:2.42%，AL:0.82%，余量為Fe。5.根據(jù)權利要求1所述的高強度灰鑄鐵件的熔煉方法，其特征在于:所述步驟5中硅鋯孕育劑的粒度為0.2?0.6mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了高強度灰鑄鐵件的熔煉方法，以廢鋼、生鐵和回爐料為原料進行灰鑄鐵件的熔煉；熔煉具體步驟為先將錳鐵和生鐵一同加入中頻感應電爐中，然后增碳劑和廢鋼同時加入，熔煉至感應電爐中鐵水體積的3/4時，加入碳化硅同時加入回爐料進行熔煉，將原鐵水升溫至1500～1520℃后，靜置5～10分鐘；將硅鋯孕育劑與原鐵水一同沖入出鐵包中，鐵水表面扒渣干凈后澆入鑄型型腔。本發(fā)明的方法降低了制造成本，且便于回爐料的管理；本方法采用60％的廢鋼來提高鑄件最終的強度；采用碳化硅與爐料同時熔煉的方法對鐵水進行預處理，保證了預處理的效果；采用高效孕育劑硅鋯孕育劑保證了孕育的效果，鑄件本體金相中獲得80％以上的A型石墨。
【IPC分類】C22C33/08
【公開號】CN104962801
【申請?zhí)枴緾N201510318713
【發(fā)明人】朱瑞瑞
【申請人】朱瑞瑞
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月6日