一種非合金化、高強度灰鑄鐵生產(chǎn)液壓鑄件的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種非合金化、高強度灰鑄鐵生產(chǎn)液壓鑄件的制備方法，尤其是一種 生產(chǎn)高強度灰鑄鐵HT250、HT300的制備方法，屬于材料技術領域。
【背景技術】
[0002] 灰鑄鐵是指具有片狀石墨的鑄鐵，因斷裂時斷口呈暗灰色，故稱為灰鑄鐵。要成 分是鐵、碳、硅、錳、硫、磷，是應用最廣的鑄鐵，其產(chǎn)量占鑄鐵總產(chǎn)量80%以上，其中HT250、 HT300為珠光體類型的灰鑄鐵。具有較高的強度、較好的耐磨性以及減振性能，因此，該材料 廣泛地用于制造發(fā)動機缸體、缸蓋以及機床等箱體類結(jié)構(gòu)零件。但其白口傾向大，鑄造性能 差，需進行人工時效處理。目前，制備HT250、HT300的高強度鑄鐵材料時，為穩(wěn)定材料性能， 一般均采用單一或者同時加入銅、鉻合金元素。但是在非合金化條件下制備HT250、HT300 高強度鑄鐵時存在性能穩(wěn)定性低的問題。
[0003] 而申請?zhí)枮?01310635061. 0《一種高強度灰鑄鐵材料制備方法》的申請文件，雖 然也提供了一種高強度灰鑄鐵材料制備方法，但是其爐料含碳量高，無法為增碳處理留出 空間，無法降低過冷度，綜合性能不高。同時，該申請也未規(guī)定鑄件冷卻時間，極易造成鑄件 組織結(jié)構(gòu)波動大，質(zhì)量不穩(wěn)定，導致鑄件的致命性、加工性都無法保證。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術存在的缺陷，提出一種穩(wěn)定生產(chǎn)高強度灰鑄鐵液壓 鑄件的制備方法，從而穩(wěn)定獲得高強度灰鑄鐵液壓鑄件HT250、HT300。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術方案解決技術問題：一種非合金化、高強度灰鑄鐵生產(chǎn)液壓 鑄件的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、：步驟一、對HT250液壓轉(zhuǎn)向器閥體鑄件及HT300液壓馬達閥體鑄件所需的化 學成分進行配比，并確定各元素之間相互關系：HT250液壓轉(zhuǎn)向器閥體鑄件含有以下質(zhì)量 百分比的化學成分：C:3. 15 ~3. 25%，Si:2. 10 ~2. 20%，Mn:0? 80 ~0? 90%，P<0? 1%，S: 0? 08 ~0? 12%，CE:3. 86 ~3. 94%，其余為Fe;所述《 (Si)/? (C) :0? 68 ~0? 69,Si-Mn的 差值為1. 3,孕育硅與總硅的比值：《 (Si孕）/ ? (Si終）為0. 2~0. 3 ;所述HT300液壓 馬達閥體鑄件含有以下質(zhì)量百分比的化學成分：C:3. 10~3. 20%，Si:2. 10~2. 20%，Mn: 0? 85 ~0? 95%，P< 0? 1%，S:0? 08 ~0? 12%，CE:3. 86 ~3. 94%，其余為Fe;所述《 (Si)/ ? (C) :0? 68~0? 69,Si-Mn的差值為L25,孕育硅與總硅的比值：《(Si孕）/?(Si終） 為 0? 25 ~0? 35 ; 步驟二、采用中頻感應電爐進行熔煉：選用廢鋼爐料及回爐料，將回爐料放置于爐底， 廢鋼料放置于回爐料上，在爐料熔化不同程度時，分別加入石墨化增碳劑進行增碳處理及 加入碳化硅進行增硅處理，并對鐵液進行靜置處理； 步驟三、靜置后的爐料進行爐前鐵水轉(zhuǎn)運包沖兌合金及廢鋼：根據(jù)包內(nèi)鐵液量依次放 入混合孕育劑、硅鐵合金及高碳錳鐵合金，之后再放入無銹碳素廢鋼； 步驟四、對鐵液進行三級孕育處理：，一級孕育爐前轉(zhuǎn)運包內(nèi)使用混合孕育劑，二級孕 育澆鑄包內(nèi)及三級孕育澆鑄隨流均使用硅鐵孕育劑； 步驟五、完成三級孕育后，鑄件在溫度為1320 °C~1380 °C時進行澆鑄；且在自動造型 線型內(nèi)冷卻時間為90~120分鐘，根據(jù)環(huán)境溫度工件大小來確定，出型溫度< 500°C; 步驟六、鑄件最終經(jīng)落砂、清理、打磨、檢測后出廠。
[0006] 進一步的，前述的非合金化、高強度灰鑄鐵生產(chǎn)液壓鑄件的制備方法，步驟二中， 廢鋼爐料為碳素廢鋼，所述碳素廢鋼含有以下質(zhì)量百分比的化學成分：C:0. 2%，S:0. 2%， Mn:0. 4%，所述廢鋼爐料與回爐料占爐料的比值分別為80%、20% ; 所述石墨化增碳劑在爐料熔化三分之一時加入至爐料中部；所述石墨化增碳劑的重量 分別為：鑄造HT250時，所述石墨化增碳劑的加入量為廢鋼爐料量X2. 76% ;鑄造HT300時， 所述碳化硅的加入量為廢鋼爐料量X2. 74% ; 所述碳化硅在爐料熔化三分之二時(說明書中為爐料熔化過半時）加入至爐料中部， 所述碳化硅(含量85%)的加入量分別為：鑄造HT250時，所述碳化硅的加入量為廢鋼爐料 量X2. 34% ;鑄造HT300時，所述碳化硅的加入量為廢鋼爐料量X2. 19%。
[0007] 且，爐料在1510°C高溫中熔煉，并靜置3~5分鐘后，溫度降至1490°C時出鐵。
[0008] 進一步的，前述的非合金化、高強度灰鑄鐵生產(chǎn)液壓鑄件的制備方法，步驟三中， 混合孕育劑為：硅鋇合金及稀土硅鋇鈣合金以6 :4配比而成，所述混合孕育劑的粒度為 3~8mm，重量分別為：鑄造HT250時，所述混合孕育劑重量為包內(nèi)鐵液量X0. 17% ;鑄造 HT300時，所述混合孕育劑重量為包內(nèi)鐵液量X0. 18% ; 所述硅鐵合金為FeSi75A12P-B，粒度為5~15mm，重量為包內(nèi)鐵液量X0. 33% ; 所述錳鐵合金為FeMn68C7,粒度為5~15mm，重量為包內(nèi)鐵液量*0. 4% ; 所述無銹碳素廢鋼重量為包內(nèi)鐵液量X2%~5%，并根據(jù)澆鑄溫度，當澆溫高時選取下 限，澆溫低時選取上限，且所述無銹碳素廢鋼長度< 100mm，厚度< 3mm。
[0009] 進一步的，前述的非合金化、高強度灰鑄鐵生產(chǎn)液壓鑄件的制備方法， 進一步的，前述的非合金化、高強度灰鑄鐵生產(chǎn)液壓鑄件的制備方法，混合孕育劑為： 硅鋇合金FeBaSi,其成分為Si60 ~68%，All. 0 ~2. 0%，CaO. 8 ~22%，Ba4 ~6%，Mn8 ~ 10%，余量為Fe;硅鋇鈣稀土合金RECaBaSi,成分為RE3~5%，Cal~3%，BaL5~4%，Al〈3% Si46~54%，余量為Fe。
[0010] 硅鐵孕育劑為75FeSi，其成分為Si74-79%，AI0. 8-1. 6%，余量為Fe。
[0011] 鑄造HT250時，一級孕育爐前鐵液轉(zhuǎn)運包內(nèi)，使用混合孕育劑，所述混合孕育劑的 粒度為3-8mm，用量為包內(nèi)鐵液量X0. 17% ;二級孕育澆鑄包內(nèi)，使用FeSi75孕育劑，所述 FeSi75孕育劑的粒度為l-3mm，用量為鐵液量X0. 13% ;三級孕育澆鑄隨流，機器控制隨流 孕育劑為FeSi75孕育劑，所述FeSi75孕育劑的粒度為0. 3-1. 0mm，用量為鐵液的0. 21%。
[0012] 鑄造HT300時，一級孕育爐前鐵液轉(zhuǎn)運包內(nèi)，使用混合孕育劑，所述混合孕育劑的 粒度為3-8mm，用量為包內(nèi)鐵液量X0. 18% ;二級孕育澆鑄包內(nèi)，使用FeSi75孕育劑，所述 FeSi75孕育劑的粒度為l-3mm，用量為鐵液量X0. 18% ;三級孕育澆鑄隨流，機器控制隨流 孕育劑為FeSi75孕育劑，所述FeSi75孕育劑的粒度為0. 3-1. 0mm，用量為鐵液的0. 21%。
[0013] 進一步的，前述的非合金化、高強度灰鑄鐵生產(chǎn)液壓鑄件的制備方法，步驟五中， 鑄件在自動造型線型內(nèi)根據(jù)環(huán)境溫度、工件大小確定冷卻時間為90-120分鐘，鑄件落砂溫 度 < 50(TC〇
[0014] 本發(fā)明在非合金化前提下，采用較高的碳當量，全廢鋼熔煉碳化硅增硅處理，石墨 化增碳劑調(diào)整碳量合成鑄鐵，不僅鑄鐵的晶核，數(shù)量得到了提高，還改善了石墨形態(tài)，提升 了全面鐵液質(zhì)量。1500°C-1510°C高溫熔煉，優(yōu)化鐵液熔煉質(zhì)量，根據(jù)材料牌號，選擇合適 的化學成分，調(diào)整Si/C比值在0. 65-0. 75之間，Si-Mn差值在1. 3-1. 5之間，《 (Si孕）/ ? (Si終）即孕育硅與總硅量比值在0. 25-0. 35之間。采用硅鋇合金和硅鋇鈣稀土混合孕 育劑和FeSi75孕育劑，在爐前鐵液轉(zhuǎn)運包，澆鑄包和澆鑄隨流作三級孕育處理。將部分合 金錳鐵、硅鐵、連同轉(zhuǎn)運包鐵液量2%-5%的廢鋼放入爐前轉(zhuǎn)運包，沖兌鐵液，改善鐵液冶金 狀態(tài)，提高鐵液受孕能力和孕育效