一种低温高韧性球墨铸铁的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113862416A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111028217.X(22)申请日2021.09.02(71)申请人山西清慧胜凯科技股份有限公司地址048000山西省晋城市泽州县巴公镇渠头村(72)发明人张进芳樊阳阳张建平(74)专利代理机构太原高欣科创专利代理事务所(普通合伙)14109代理人崔雪花冷锦超(51)Int.Cl.C21C1/10(2006.01)C22C33/10(2006.01)C22C37/04(2006.01)C21D5/00(2006.01)C21D1/26(2006.01)权利要求书1页说明书3页(54)发明名称一种低温高韧性球墨铸铁的制备方法(57)摘要本发明属于球墨铸铁材料铸造技术领域，公开了一种低温高韧性球墨铸铁的制备方法；包括采用高纯生铁、高纯低碳钢、同牌号的回炉料进行配料来制备铁水；采用球化剂Mg8Re3对铁水进行球化处理并浇注；之后采用球墨铸铁件热处理，通过控制升温和降温速率，得到球墨铸铁件；本发明通过球墨铸铁件热处理增强了球墨铸铁的低温冲击能力，降低硬度，改善切削加工性，保证材料符合低温球墨铸铁的各项性能，解决了球墨铸铁生产中现有技术对原铁水的球化处理效果不理想，影响球墨铸铁质量的问题。CN113862416ACN113862416A权利要求书1/1页1.一种低温高韧性球墨铸铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1制备铁水：1.1按重量比进行配料：高纯生铁占75‑80％、高纯低碳钢占8‑12％、同牌号的回炉料占10‑15％，增碳剂0.2‑0.3％；高纯生铁中各种元素质量百分比为C≥3.9％，Si0.4‑0.7％，Mn≤0.1％，P≤0.025％，Ti≤0.025％，S＜0.02%；所述高纯低碳钢中的P及S的质量百分比含量均＜0.02％，Ti＜0.02％；1.2制备铁水：先将1/3的高纯生铁进行熔化，再把增碳剂和高纯低碳钢加入，边熔化边加入回炉料，之后加入剩余的高纯生铁，全部熔化至铁水；1.3铁水完全熔化后用覆盖剂覆盖，进行升温；将熔化获得的铁水经过1550℃高温过热，且用质量百分比为0.4％SiC放入铁水表面倒包，待完全溶解后快速出炉；S2球化处理：2.1将球化剂Mg8Re3放入到铁水包底凹槽内侧，Mg8Re3占铁水重量的1.2％‑1.3％；2.2采用占铁水重量0.2％的覆盖合金罩住球化剂，之后采用占铁水重量1.0％的铁屑覆盖在覆盖合金的表面铺平捣实；2.3出铁至铁水重量的2/3时，开始球化反应；2.4待铁水球化反应结束时，随流加入0.8‑1.0％的孕育剂进行随流孕育；2.5浇注：在铁水球化反应的整个浇注过程中，铁水表面用火山灰作为聚渣剂覆盖，出炉后进行扒渣；S3球墨铸铁件热处理：3.1将铸件装炉，加热使铸件升温到890℃‑910℃，保温2‑4h；3.2随炉冷却至740℃‑760℃，保温1‑3h；3.3随炉冷却至600℃‑630℃，球墨铸铁件出炉，空冷至常温。2.根据权利要求1所述的一种低温高韧性球墨铸铁的制备方法，其特征在于，步骤1.3中覆盖剂为粒度40‑70目的火山灰。3.根据权利要求1所述的一种低温高韧性球墨铸铁的制备方法，其特征在于，步骤3.1中铸件升温速度≤80℃/h。4.根据权利要求1所述的一种低温高韧性球墨铸铁的制备方法，其特征在于，步骤3.2和3.3中铸件随炉降温速度≤40℃/h。2CN113862416A说明书1/3页一种低温高韧性球墨铸铁的制备方法技术领域[0001]本发明涉及球墨铸铁材料铸造技术领域，具体为一种低温高韧性球墨铸铁的制备方法。背景技术[0002]球墨铸铁简称球铁。它是通过在浇铸前往铁液中加入一定量的球化剂和墨化剂，以促进呈球状石墨结晶而获得的。它和钢相比，除塑性、韧性稍低外，其他性能均接近，是兼有钢和铸铁优点的优良材料。球墨铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。工业用铸铁一般含碳量为2％～4％。碳在铸铁中多以石墨形态存在，有时也以渗碳体形态存在。除碳外，铸铁中还含有1％～3％的硅，以及锰、磷、硫等元素。合金铸铁还含有镍、铬、钼、铝、铜、硼、钒等元素。碳、硅是影响铸铁显微组织和性能的主要元素。[0003]目前球墨铸铁QT400‑18低温性能在国内一般要求温度达到‑40℃时的冲击功为最小值12J/cm2，在高寒环境下（‑60℃）对球墨铸铁的低温冲击国内还没有明确要求，随着高速列车的迅速发展，对球墨铸铁中低温韧性的全铁素体球墨铸铁的性能要求日益增高，要求产品性能符合在世界各个地域均不受影响，因此对球墨铸铁的性能要求上将原来‑20℃提高到‑50℃的冲击性能满足抗拉强度及屈服强度均不受影