一种低温用铁素体球铁及其制造方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102634723A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102634723A(43)申请公布日2012.08.15(21)申请号201210145257.7(22)申请日2012.05.11(71)申请人郑州机械研究所地址450052河南省郑州市嵩山南路81号(72)发明人李克锐吴现龙李桐(74)专利代理机构郑州异开专利事务所(普通合伙)41114代理人王霞(51)Int.Cl.C22C37/10(2006.01)C22C33/08(2006.01)B22D1/00(2006.01)C21C1/10(2006.01)权利要求书权利要求书11页页说明书说明书77页页(54)发明名称一种低温用铁素体球铁及其制造方法(57)摘要本发明公开了一种低温用铁素体球铁的化学成分及其制造方法，它明确了-40℃低温用铁素体球铁件的化学成分范围，给生产制造合格而稳定的球铁件提供了质量标准；采用了以纯铁、增碳剂和硅铁为原料，在电炉中合成熔炼，用低稀土球化剂球化处理，采用复合孕育处理的方法来生产制造该铁素体球铁，本方法可以稳定和提高铁液的纯净度，从源头上解决了铁液中磷、硫、钛等杂质及干扰元素含量高、波动大、不稳定的难题。本发明为稳定生产石墨球细小、圆整、基本不含渗碳体和磷共晶的铁素体球铁件提供了一套全新的技术方案，可以满足我国核电、高铁等工业对高性能铁素体球铁件的需要，打破了对进口产品的依赖；大幅度提高了核电、高铁的运行安全性。CN1026347ACN102634723A权利要求书1/1页1.一种低温用铁素体球铁，其特征如下：所述球铁的化学成分为：C3.6～3.9%，Si2.2～2.4%，Mn＜0.2%，P＜0.02%，S＜0.02%，Ti＜0.04%，Mg残0.030～0.045%，Re残0.005～0.015%，其余为Ｆｅ。2.根据权利要求1所述低温用铁素体球铁的制造方法，其特征在于：它包括下述步骤：第一步，原料的配比纯铁91-95%，增碳剂3.6-4.2%,75硅铁1.2-1.5%；第二步，熔炼首先将上述纯铁原料的20%放在电炉的底部，加热熔化后，再加入烘烤后的75硅铁原料，然后将剩余的纯铁和80%的增碳剂陆续加入炉内，全部熔化后，将铁液加热到1450℃，在铁液表面加入剩余的增碳剂，继续升温到1500-1520℃，取样、检测铁液，成分合格后，1460-1500℃出炉；第三步，球化和孕育选取Mg5-6%、Re0.5-1.0%的稀土硅铁镁合金球化剂对上述成分合格的铁液进行球化处理，球化剂加入量为铁液总量的1.1-1.2%；同时选用75硅铁孕育剂，孕育剂加入量为铁液总量的1.0-1.3%，其中50%孕育剂压在球化剂上进行包内孕育，40%孕育剂待球化处理扒渣后加在铁水液面上进行浮硅孕育，10%浇注时进行随流孕育，球化处理结束即可进行铸件浇注。3.根据权利要求2所述低温用铁素体球铁的制造方法，其特征在于：所述增碳剂为石墨增碳剂。4.根据权利要求2所述低温用铁素体球铁的制造方法，其特征在于：所述球化处理方法为盖包法，球化处理结束至铸件浇注完成时间需控制在6分钟以内。2CN102634723A说明书1/7页一种低温用铁素体球铁及其制造方法技术领域[0001]本发明涉及机械行业铸造技术领域，尤其是涉及一种-40℃低温用铁素体球铁，本发明还涉及该球铁的制造方法。背景技术[0002]球墨铸铁(球铁)是指用球化剂处理铁液后石墨呈球状的铸铁。球铁的金相组织由石墨球和基体组织组成，GB/T9441-2009《球墨铸铁金相检验》把石墨球按圆整度的高低分为6级，球化率高，球铁的塑性和韧性就好；石墨球按尺寸大小分成六级，减小石墨球径，增加石墨球在单位面积的个数可以明显地提高球铁的强度、塑性和韧性。球铁的基体组织主要有铁素体、珠光体、奥氏体、贝氏体、马氏体，以及渗碳体和磷共晶等，其中，渗碳体和磷共晶可以强烈降低球铁的抗拉强度、延伸率和冲击韧性，故应避免渗碳体和磷共晶的出现。与石墨呈片状的灰铸铁相比，球铁的抗拉强度、延伸率和冲击韧性均大幅度提高，例如：经过合金化和热处理过的球铁抗拉强度可以高达1400MPa；铁素体基体的球铁延伸率可达22％以上，-40℃时V型缺口试样的冲击值可达12J以上。[0003]球铁铸造性能好、成本相对较低，自20世纪40年代发明和投入工业生产以来的近70年中，发展速度很快，成功取代了部分锻钢和铸钢件。据美国Moderncasting杂志统计，2010年世界球铁产量已达2300万吨，约占世界铸件产量的25%。中国是世界上球铁产量最大的国家，2010年球铁产量为990万吨，约占当年世界球铁产量的42.2%。[0004]随着风电、核电以及高铁机车等工业的发展，对低温条件下使用的铁素体球铁件的需求快速增加，对铁素