[發(fā)明專利]一種耐低溫沖擊大斷面鑄態(tài)球鐵及其生產(chǎn)方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810013527.2
• 申請日: 2008-10-07
• 公開（公告）號: CN101363097A
• 公開（公告）日: 2009-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李瑞學(xué);宮俊波;陳英
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧隆達(dá)集團(tuán)百星達(dá)鑄造有限責(zé)任公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08;C21C7/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鑄態(tài)球鐵及其生產(chǎn)方法，尤其是一種耐低溫沖擊大斷面鑄態(tài)球鐵及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

大斷面高韌性球鐵在風(fēng)力發(fā)電設(shè)備中具有廣泛的應(yīng)用，包含輪轂、機(jī)艙底座等大型鑄件，單件重量可達(dá)5～15噸。國外一般采用EN1563材料標(biāo)準(zhǔn)，通常材料牌號為EN?GJS?400-18-LT(該牌號要求-20℃的低溫沖擊性能)和EN?GJS350-22-LT(該牌號要求-40℃的低溫沖擊性能)的高韌性球鐵，前者相當(dāng)于中國國家標(biāo)準(zhǔn)GB1348-88中的牌號QT400-18-AL，而后者國內(nèi)尚未有此牌號標(biāo)準(zhǔn)。部件檢驗(yàn)要求取聯(lián)鑄試塊進(jìn)行性能和金相組織檢驗(yàn)；根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求，聯(lián)鑄試塊的厚度為70mm。其技術(shù)要求是：

A、常溫機(jī)械性能要求為：σ_b≥370MPa、σ_0.2≥220MPa、δ≥12％、HB130～180。

B、球化率要求90％以上(球化等級2級)；基體中鐵素體≥90％。

C、-20℃/-40℃低溫沖擊值要求為：三個(gè)試樣平均≥10J，最低≥7J。

由于風(fēng)電鑄件的使用條件十分苛刻，且要求使用壽命為20年以上，不允許出現(xiàn)鑄件斷裂、失效等多種質(zhì)量事故，每個(gè)部件都要求具有可追溯性，因此部件的質(zhì)量要求、特別是質(zhì)量穩(wěn)定性的要求極為嚴(yán)格。國外一般采用加Ni0.2-2％生產(chǎn)此類鑄件。但Ni屬于貴重金屬，成本很高，不適合我國國情。國內(nèi)公開的申請專利CN03811060.1采取了加Ni、Cu、Mo的方法，并結(jié)合熱處理，結(jié)果會(huì)導(dǎo)致成本更高。在國內(nèi)公布的另一項(xiàng)專利CN?100337770中，取消了加Ni的方法，但所述的球化劑的配方是：Re1-2％，Mg7-9％，Si40-46％。該配方為生產(chǎn)普通球鐵的常規(guī)配方，生產(chǎn)對-20℃至-40℃的低溫沖擊性能有特殊要求的大斷面球鐵鑄件，采用這種常規(guī)球化劑是很難保證優(yōu)異的材料性能及其穩(wěn)定性的。此外，該專利對于Si的規(guī)定其上限值過高，為3.0％，會(huì)造成鑄件的脆性轉(zhuǎn)變溫度的急劇降低，從而導(dǎo)致鑄件的低溫沖擊韌性的急劇下降，存在安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的技術(shù)問題，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種耐低溫沖擊大斷面鑄態(tài)球鐵及其生產(chǎn)方法，該耐低溫沖擊大斷面鑄態(tài)球鐵較現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)的球鐵具有更高的低溫沖擊韌性和延伸率，不含Ni，可滿足對-20℃至-40℃的低溫沖擊性能有特殊要求的大斷面球鐵鑄件的要求；采用該方法生產(chǎn)的耐低溫沖擊大斷面鑄態(tài)球鐵，以普通鑄鐵為原料，球化率高，機(jī)械性能達(dá)到或超出EN1563標(biāo)準(zhǔn)中GJS400-18-LT牌號的要求。

解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案：一種耐低溫沖擊大斷面鑄態(tài)球鐵，該球鐵成分中不含Ni，所述耐低溫沖擊大斷面鑄態(tài)球鐵的化學(xué)成分為：C?3.6～3.8％、Si?2.0～2.5％、Mn≤0.350％、S≤0.02％、P≤0.05％、Ti≤0.05％、Mg?0.04～0.06％、Re?0.02～0.03％、余量為Fe。

一種耐低溫沖擊大斷面鑄態(tài)球鐵的生產(chǎn)方法，所述耐低溫沖擊大斷面鑄態(tài)球鐵是按照如下工藝生產(chǎn)的：

調(diào)整爐中的原鐵水化學(xué)成分為：C?3.7～3.9％、Si?0.8～1.2％、Mn≤0.38％、S≤0.035％、P≤0.05％、Ti≤0.05％、余量為Fe；

采用沖入法進(jìn)行球化處理，同時(shí)進(jìn)行爐前一次孕育，球化處理的溫度為1380～1430℃，球化劑加入總量為鐵水重量的1.4～1.6％，孕育劑添加比例為鐵水重量的0.4～0.5％；

待沖入的鐵水達(dá)到鐵水總量的2/3時(shí)，進(jìn)行出鐵槽二次孕育，孕育劑的加入量為處理鐵水重量的0.4～0.5％，直至全部鐵水沖入完畢，完成出鐵槽二次孕育；

將經(jīng)球化、二次孕育處理后的熔融鐵水在1320～1360℃溫度條件下澆注到樹脂砂鑄型中，在澆注過程中同時(shí)采取瞬時(shí)三次孕育，瞬時(shí)孕育劑的加入量為處理鐵水重量的0.2％；

澆注后的液態(tài)鐵水在鑄型中凝固成型，并在鑄型中緩慢冷卻至420℃以下后落砂取出。

所述球化劑為釔基重稀土球化劑和輕稀土-鎂球化劑的復(fù)合球化劑。

所述復(fù)合球化劑中釔基重稀土球化劑的加入量為處理鐵水重量的0.8～0.9％，輕稀土-鎂球化劑的加入量為處理鐵水重量0.6～0.7％。