一種可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法，采用普通廢鋼、鉻鐵、鎢鐵、鈦鐵、鈷板、廢銅、硼砂熔煉并加入錳鐵、鋯鐵、氧化鈣、二氧化硅進(jìn)行沉淀脫氧、扒渣，澆注至模具中通過超聲振動(dòng)，再經(jīng)熱處理得到鑄件；本發(fā)明通過超聲振動(dòng)以及長(zhǎng)時(shí)間保溫方法，增加了鑄件內(nèi)部成分的均勻性，大大削弱成分偏析的可能，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及鑄鐵制備工藝領(lǐng)域，具體涉及一種可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，世界上鑄鐵件的生產(chǎn)量逐年上升，其中高強(qiáng)度鑄鐵所占的比重越來越大，其廣泛應(yīng)用于制造汽車、拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、機(jī)床和通用機(jī)械等各個(gè)方面。鑄鐵本身是否具有優(yōu)良的機(jī)械特性在很大程度上決定著機(jī)器的使用壽命和使用效果，例如，國(guó)內(nèi)柴油機(jī)缸體鑄件比國(guó)外中30%以上，且抗拉強(qiáng)度在碳當(dāng)量相同的情況下比國(guó)外低1-2級(jí)。就材質(zhì)而言，其主要原因是大多數(shù)工廠在熔煉過程中，鐵液內(nèi)部的化學(xué)成分波動(dòng)大，使得該類產(chǎn)品難以控制。所以，通過探索一種新型的高強(qiáng)度鑄件制造方法，使其改善鑄件的組織與性能的關(guān)系，提高鑄件的機(jī)械性能成為當(dāng)下亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0005]—種可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法，包括以下步驟:
[0006]I)將普通廢鋼熔煉，鋼液熔清后加入鉻鐵、鎢鐵、鈦鐵、鈷板、廢銅、硼砂，升溫至1490-1520 °C變?yōu)橐簯B(tài)鐵水；
[0007]2)將步驟I)制得的液態(tài)鐵水在出爐前11分鐘加入錳鐵、鋯鐵、氧化鈣、二氧化硅進(jìn)行沉淀脫氧，調(diào)整成分后進(jìn)行扒渣處理，得到精煉鐵水，所述精煉鐵水中各元素質(zhì)量百分比為:碳2.9-3.5%、鉻1.45-1.86%、錳0.58-1.1%、銅0.43-0.82%、鎢0.02-0.04%、鈦0.03-0.06%、鈷0.39-0.76%、硼0.01-0.04%、鋯0.22-0.67%、硅0.57-1.25%、磷 0.01-0.03%、硫0.01-0.04%,其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
[0008]3)將步驟2)制得的精煉鐵水澆注到預(yù)先升溫至1400°C的模具中，澆注溫度為1380-1410°C，機(jī)械攪拌得到鐵水B;
[0009]4)待步驟3)制得的鐵水B隨模具自然冷卻至1170-1210°C時(shí)，調(diào)整模具冷卻速度為1-2 °C/min，對(duì)鐵水B進(jìn)行超聲振動(dòng)處理；
[0010]5)待步驟4)中模具冷卻至1000-1060°c時(shí)停止超聲振動(dòng)，保溫8-12h后冷卻至室溫，清理毛刺飛邊得到鑄件；
[0011]6)將步驟5)制得的鑄件經(jīng)清砂和打磨處理后進(jìn)行淬火和回火處理，即得。
[0012]優(yōu)選的，所述步驟2)中原料熔煉后各元素質(zhì)量百分比為:碳3.1%、鉻1.66%、錳0.92%、銅0.52%、鎢0.03%、鈦0.05%、鈷0.44%、硼0.03%、鋯0.38%、硅0.66%、磷0.01 %、硫0.02%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
[0013]優(yōu)選的，所述步驟3)中澆注溫度為1390°C。
[0014]優(yōu)選的，所述步驟4)中自然冷卻至12000C，冷卻速度為2°C/min。
[0015]優(yōu)選的，所述步驟4)中超聲振動(dòng)過程和模具冷卻過程同時(shí)進(jìn)行；
[0016]優(yōu)選的，所述步驟5)中冷卻至1050°C，保溫12h。
[0017]本發(fā)明提供了一種可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法，其有益效果是:本發(fā)明原料各組分混合性較好，當(dāng)熔煉后得到的鐵水從澆注溫度自然冷卻至1170_1210°C，鑄件鐵水內(nèi)部開始有固相的產(chǎn)生，此時(shí)調(diào)整模具冷卻速度并同時(shí)進(jìn)行超聲振動(dòng)處理可以有效的促使鑄件內(nèi)部成分的均勻性；當(dāng)溫度降至固相線溫度以下，鑄件內(nèi)部開始晶粒的擇優(yōu)生長(zhǎng)過程，此時(shí)仍然持續(xù)使用振動(dòng)處理，可以有效使得晶粒細(xì)化，大大增加鑄件內(nèi)部的細(xì)晶強(qiáng)化效應(yīng);當(dāng)溫度降至1000-1060°C后，通過8-12h的長(zhǎng)時(shí)間保溫可以使得鑄件內(nèi)部的溶質(zhì)充分?jǐn)U散，降低鑄件內(nèi)部發(fā)生偏析的可能，進(jìn)一步的增強(qiáng)鑄件的機(jī)械性能。本發(fā)明所述可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法易于實(shí)現(xiàn)，增加了鑄件內(nèi)部成分的均勻性，大大削弱成分偏析的可能，具有廣闊的應(yīng)用前景。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明的實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0019]實(shí)施例1:
[0020]—種可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法，包括以下步驟:
[0021 ] I)將普通廢鋼熔煉，鋼液熔清后加入鉻鐵、鎢鐵、鈦鐵、鈷板、廢銅、硼砂，升溫至1510 °C變?yōu)橐簯B(tài)鐵水；
[0022]2)將步驟I)制得的液態(tài)鐵水在出爐前11分鐘加入錳鐵、鋯鐵、氧化鈣、二氧化硅進(jìn)行沉淀脫氧，調(diào)整成分后進(jìn)行扒渣處理，得到精煉鐵水，所述精煉鐵水中各元素質(zhì)量百分比為:碳3.1%、鉻1.66%、錳0.92%、銅0.52%、鎢0.03%、鈦0.05%、鈷0.44%、硼0.03%、錯(cuò)0.38 %、硅0.66 %、磷0.0I %、硫0.02 %，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
[0023]3)將步驟2)制得的精煉鐵水澆注到預(yù)先升溫至1400°C的模具中，澆注溫度為13900C，機(jī)械攪拌得到鐵水B;
[0024]4)待步驟3)制得的鐵水B隨模具自然冷卻至1200°C時(shí)，調(diào)整模具冷卻速度為2°C/min，對(duì)鐵水B進(jìn)行超聲振動(dòng)處理，模具冷卻與超聲振動(dòng)過程同步進(jìn)行；
[0025]5)待步驟4)中模具冷卻至1050°C時(shí)停止超聲振動(dòng)，保溫12h后冷卻至室溫，清理毛刺飛邊得到鑄件；
[0026]6)將步驟5)制得的鑄件經(jīng)清砂和打磨處理后進(jìn)行淬火和回火處理，即得。
[0027]實(shí)施例2:
[0028]—種可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法，包括以下步驟:
[0029]I)將普通廢鋼熔煉，鋼液熔清后加入鉻鐵、鎢鐵、鈦鐵、鈷板、廢銅、硼砂，升溫至1490 °C變?yōu)橐簯B(tài)鐵水；
[0030]2)將步驟I)制得的液態(tài)鐵水在出爐前11分鐘加入錳鐵、鋯鐵、氧化鈣、二氧化硅進(jìn)行沉淀脫氧，調(diào)整成分后進(jìn)行扒渣處理，得到精煉鐵水，所述精煉鐵水中各元素質(zhì)量百分比為:碳3.5%、鉻1.45%、錳I %、銅0.43%、鎢0.04%、鈦0.04%、鈷0.76%、硼0.01%、錯(cuò)0.67%、硅0.57%、磷0.01 %、硫0.04%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
[0031]3)將步驟2)制得的精煉鐵水澆注到預(yù)先升溫至1400°C的模具中，澆注溫度為13800C，機(jī)械攪拌得到鐵水B;
[0032]4)待步驟3)制得的鐵水B隨模具自然冷卻至118O °C時(shí)，調(diào)整模具冷卻速度為1.5°C/min，對(duì)鐵水B進(jìn)行超聲振動(dòng)處理，模具冷卻與超聲振動(dòng)過程同步進(jìn)行；
[0033]5)待步驟4)中模具冷卻至1000°C時(shí)停止超聲振動(dòng)，保溫Sh后冷卻至室溫，清理毛刺飛邊得到鑄件；
[0034]6)將步驟5)制得的鑄件經(jīng)清砂和打磨處理后進(jìn)行淬火和回火處理，即得。
[0035]實(shí)施例3:
[0036]—種可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法，包括以下步驟:
[0037]I)將普通廢鋼熔煉，鋼液熔清后加入鉻鐵、鎢鐵、鈦鐵、鈷板、廢銅、硼砂，升溫至1520 °C變?yōu)橐簯B(tài)鐵水；
[0038]2)將步驟I)制得的液態(tài)鐵水在出爐前11分鐘加入錳鐵、鋯鐵、氧化鈣、二氧化硅進(jìn)行沉淀脫氧，調(diào)整成分后進(jìn)行扒渣處理，得到精煉鐵水，所述精煉鐵水中各元素質(zhì)量百分比為:碳2.9%、鉻1.86%、錳0.58%、銅0.82%、鎢0.02%、鈦0.03%、鈷0.39%、硼0.04%、錯(cuò)
0.22 %、硅1.25 %、磷0.02 %、硫0.01 %，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
[0039]3)將步驟2)制得的精煉鐵水澆注到預(yù)先升溫至1400°C的模具中，澆注溫度為14100C，機(jī)械攪拌得到鐵水B;
[0040]4)待步驟3)制得的鐵水B隨模具自然冷卻至1210°C時(shí)，調(diào)整模具冷卻速度為1°C/min，對(duì)鐵水B進(jìn)行超聲振動(dòng)處理，模具冷卻與超聲振動(dòng)過程同步進(jìn)行；
[0041]5)待步驟4)中模具冷卻至1060°C時(shí)停止超聲振動(dòng)，保溫1h后冷卻至室溫，清理毛刺飛邊得到鑄件；
[0042]6)將步驟5)制得的鑄件經(jīng)清砂和打磨處理后進(jìn)行淬火和回火處理，即得。
[0043]實(shí)施例4:
[0044]—種可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法，包括以下步驟:
[0045]I)將普通廢鋼熔煉，鋼液熔清后加入鉻鐵、鎢鐵、鈦鐵、鈷板、廢銅、硼砂，升溫至1500 °C變?yōu)橐簯B(tài)鐵水；
[0046]2)將步驟I)制得的液態(tài)鐵水在出爐前11分鐘加入錳鐵、鋯鐵、氧化鈣、二氧化硅進(jìn)行沉淀脫氧，調(diào)整成分后進(jìn)行扒渣處理，得到精煉鐵水，所述精煉鐵水中各元素質(zhì)量百分比為:碳3%、鉻 1.55 %、錳0.85 %、銅0.79 %、鎢0.02 %、鈦0.06 %、鈷0.69 %、硼0.02 %、錯(cuò)
0.52%、硅1.12%、磷0.03%、硫0.03%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
[0047]3)將步驟2)制得的精煉鐵水澆注到預(yù)先升溫至1400°C的模具中，澆注溫度為14000C，機(jī)械攪拌得到鐵水B;
[0048]4)待步驟3)制得的鐵水B隨模具自然冷卻至1170°C時(shí)，調(diào)整模具冷卻速度為2°C/min，對(duì)鐵水B進(jìn)行超聲振動(dòng)處理，模具冷卻與超聲振動(dòng)過程同步進(jìn)行；
[0049]5)待步驟4)中模具冷卻至1020°C時(shí)停止超聲振動(dòng)，保溫Ilh后冷卻至室溫，清理毛刺飛邊得到鑄件；
[0050]6)將步驟5)制得的鑄件經(jīng)清砂和打磨處理后進(jìn)行淬火和回火處理，即得。
[0051]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)將普通廢鋼熔煉，鋼液熔清后加入鉻鐵、鎢鐵、鈦鐵、鈷板、廢銅、硼砂，升溫至1490-1520 °C變?yōu)橐簯B(tài)鐵水； 2)將步驟I)制得的液態(tài)鐵水在出爐前11分鐘加入錳鐵、鋯鐵、氧化鈣、二氧化硅進(jìn)行沉淀脫氧，調(diào)整成分后進(jìn)行扒渣處理，得到精煉鐵水，所述精煉鐵水中各元素質(zhì)量百分比為:碳2.9-3.5%、鉻 1.45-1.86%、錳0.58-1.1%、銅0.43-0.82 %、鎢0.02-0.04%、鈦 0.03-0.06%、鈷0.39-0.76%、硼0.01-0.04%、鋯0.22-0.67%、硅0.57-1.25%、磷 0.01-0.03%、硫0.01-0.04%,其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)； 3)將步驟2)制得的精煉鐵水澆注到預(yù)先升溫至1400°C的模具中，澆注溫度為1380-1410°C，機(jī)械攪拌得到鐵水B; 4)待步驟3)制得的鐵水B隨模具自然冷卻至1170-1210°C時(shí)，調(diào)整模具冷卻速度為1-20C /min，對(duì)鐵水B進(jìn)行超聲振動(dòng)處理； 5)待步驟4)中模具冷卻至1000-1060°C時(shí)停止超聲振動(dòng)，保溫8-12h后冷卻至室溫，清理毛刺飛邊得到鑄件； 6)將步驟5)制得的鑄件經(jīng)清砂和打磨處理后進(jìn)行淬火和回火處理，即得。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法，其特征在于，所述步驟2)中原料熔煉后各元素質(zhì)量百分比為:碳3.1 %、鉻1.66%、錳0.92 %、銅0.52 %、鎢0.03 %、鈦0.05%、鈷0.44%、硼0.03%、鋯0.38%、硅0.66%、磷0.01 %、硫0.02%，其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法，其特征在于，所述步驟3)中澆注溫度為1390 °C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法，其特征在于，所述步驟4)中自然冷卻至1200°C，冷卻速度為2°C/min。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法，其特征在于，所述步驟4)中超聲振動(dòng)過程和模具冷卻過程同時(shí)進(jìn)行。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可生產(chǎn)高強(qiáng)鑄鐵的新型鑄造方法，其特征在于，所述步驟5)中冷卻至1050°C，保溫12h。
【文檔編號(hào)】C22C37/06GK105886885SQ201610495034
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月27日
【發(fā)明人】黃遠(yuǎn)霞
【申請(qǐng)人】含山縣朝霞鑄造有限公司