一种高强度高韧性铸态球墨铸铁及其制备方法.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CN109136728A(43)申请公布日2019.01.04(21)申请号201810860434.7(22)申请日2018.08.01(71)申请人临清市金光机械制造有限公司地址252600山东省聊城市临清市日本工业园(72)发明人焦金国冯延树焦洪开焦洪雷陈国梁单承民(51)Int.Cl.C22C37/04(2006.01)C22C37/06(2006.01)C22C37/10(2006.01)C22C33/08(2006.01)C21C1/10(2006.01)权利要求书2页说明书13页(54)发明名称一种高强度高韧性铸态球墨铸铁及其制备方法(57)摘要本发明涉及一种高强度高韧性铸态球墨铸铁及其制备方法。一种高强度高韧性铸态球墨铸铁由以下原料组成：Q12生铁、增碳剂、含铬废钢、回炉料、稀土镁合金、电解铜、锡、钼、铸元素变质剂、硅铁孕育剂和随流孕育剂，其中，铸元素变质剂主要成分为：强烈促进球化的铈元素Ce及份数占比6％的金属化合物助熔剂和份数占比93.97％的除渣剂，其中金属化合物助熔剂为Sn类化合物；包括以下步骤：原料熔炼、搅拌调制、变质处理、孕育处理和浇注，其中孕育处理采用一次孕育、球化二次孕育和随流三次孕育的多次强化孕育的方法，浇注采用铁模覆砂造型工艺。本发明可实现铸态下抗拉强度≥860、延伸率≥6％的材质性能，获得高强度、高韧性、内部组织均匀且无需热处理的铸件产品。CN109136728ACN109136728A权利要求书1/2页1.一种高强度高韧性铸态球墨铸铁，其特征在于，由以下原料组成：Q12生铁、增碳剂、含铬废钢、回炉料、稀土镁合金、电解铜、锡、钼、铸元素变质剂、硅铁孕育剂和随流孕育剂，其含有的化学元素含量为：C3.7％-3.8％，Si2.4％-2.6％，Mn0.3％-0.4％，P≤0.03％，S≤0.01％-0.02％，Cu0.55％-0.60％，Cr0.09％-0.14％，Sn0.02％-0.025％，Mo0.04％-0.06％、铸元素变质剂0.03％-0.035％、Mg0.035％-0.055％，Re0.025％-0.035％，其余为Fe；所述铸元素变质剂主要成分为：强烈促进球化的铈元素Ce及份数占比6％的金属化合物助熔剂和份数占比93.97％的除渣剂，其中金属化合物助熔剂为Sn类化合物。2.如权利要求1所述的一种高强度高韧性铸态球墨铸铁，其特征在于：所述Q12生铁加入量占10％、增碳剂加入量占3.5％、回炉料加入量占10％、稀土镁合金加入量占1％、电解铜加入量占0.6％、锡加入量占0.02％、钼加入量占0.04％、铸元素变质剂加入量占0.03％、硅铁孕育剂加入量占0.6％、随流孕育剂加入量占0.2％，其余为含铬废钢。3.如权利要求1所述的一种高强度高韧性铸态球墨铸铁，其特征在于：所述Q12生铁为高碳、低磷、低硫的优质风电铸件用生铁。4.如权利要求1所述的一种高强度高韧性铸态球墨铸铁，其特征在于：所述增碳剂为碳化硅增碳剂，其吸收率不小于98％、含硫量小于等于0.04％。5.如权利要求1所述的一种高强度高韧性铸态球墨铸铁，其特征在于：所述含铬废钢为含铬量不低于2.0％的优质轴承钢冲压件下脚料。6.一种高强度高韧性铸态球墨铸铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1、原料熔炼首先将Q12生铁、回炉料、稀土镁合金和含铬废钢一同加入1T中频电炉熔炼，然后采用冲入法加入锡、钼、电解铜，得到原料均呈熔融态的铁液，搅拌均匀后，采用高频红外碳硫分析仪、碳硅分析仪、插入式电子测温枪，耐克只读光谱仪分析铁液成份，并根据成份分析结果对熔炉内铁液成份含量进行调整，直至铁液化学成份达到要求后进行静置保温；2、搅拌调制将步骤1所得熔融态铁液进行单向搅拌，并在转速稳定后将增碳剂吹送到1T中频电炉内，并使增碳剂与1T中频电炉内的熔融态铁液充分搅拌均匀，然后保温静置，使碳中的石墨成分在铁液中被充分吸收得到成分要求中的碳含量；3、变质处理将步骤2所得熔融态铁液进行单向搅拌，并在转速稳定后将铸元素变质剂吹送到1T中频电炉内，并使铸元素变质剂与1T中频电炉内的熔融态铁液充分搅拌均匀，然后保温静置；4、孕育处理1)一次孕育，首先将硅铁孕育剂先投入铁水包，然后冲入铁液，待完全溶化后，将铁液快速倾倒入炉内进行充分的搅拌融合；2)球化二次孕育，待炉内铁液温度达到1530℃-1570℃出炉温度要求时，沿炉嘴铁液流二次加入硅铁孕育剂进行球化二次孕育；3)随流三次孕育，将可调节式随流孕育装置架设于铁水包嘴处，使孕育斗漏口正对铁水包嘴液流，随浇铸铁水流将随流孕育剂带入铸件中，过程中适时调整孕育斗出口量的大小，保证随流孕育剂足量流出，孕育量不低于0.2％；2CN109136728A权利要