[發明專利]一種高含碳量低合金化的高強度灰鑄鐵及其熔煉方法

有效

• 申請號: 201310032966.9
• 申請日: 2013-01-29
• 公開（公告）號: CN103088250A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 湯雄;湯偉;湯志賢
• 申請（專利權）人: 南京市溧水中山鑄造有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08;B22D1/00;C21C1/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種灰鑄鐵，具體涉及一種高含碳量低合金化的高強度灰鑄鐵及其熔煉方法。

背景技術

鑄造熔煉技術，是通過加入合金從而提高灰鐵250（HT250）的強度和硬度，并且控制鑄件內部的各元素的含量，以及石墨大小、形態，以達到灰鐵300（HT300）的機械性能。而現有的鑄件內部鐵素體較多，奧氏體枝晶數量少，石墨粗長，從而分割基體，形成許多微小裂紋，因此降低了鑄件的機械性能，在現有的鑄件中，HT200、HT250的抗拉強度達不到新產品的要求300N/mm2以上。因此，由要求的HT250變成HT300，通過改變爐料的組成，增加廢鋼的加入量，從而降低碳當量，并進行爐前孕育處理，此方案由于碳當量低，減少了石墨數量，細化了石墨，增加了初析奧氏體枝晶量，從而提高了鑄件的強度，但碳當量降低會導致鑄件的性能降低，鑄件斷面敏感性增大，鑄件內應力增加，硬度增加，加工困難。

發明內容

發明目的：本發明的目的在于針對現有技術的不足，提供一種機械性能好且易于加工的高含碳量低合金化的高強度灰鑄鐵及其熔煉方法。

技術方案：本發明提供了一種高含碳量低合金化的高強度灰鑄鐵，包括如下原料配比（按質量百分比）：廢鋼28~30%，新生鐵22~25%，回爐料15~18%，留用鐵水28~30%，硅鐵0.3～0.5%，錳鐵0.1～0.3%，錫0.07~0.12%，鉻0.2~0.5%和硅鋇孕育劑0.2~0.4%。

進一步，還包括除渣劑0.1~0.3%，可有效去除鐵水中的熔渣和雜質，減少合金元素的流失，同時消除鑄件夾渣，提高鑄件質量。

進一步，還包括增碳劑0.4~0.8%，可有效減小新生鐵的使用量，提高廢鋼的使用量以達到增碳效果。

上述高含碳量低合金化的高強度灰鑄鐵的熔煉方法，包括以下步驟：

(1）在留用鐵水中加入廢鋼、新生鐵、回爐料、硅鐵和錳鐵，將溫度升高至1530~1550℃；

(2）加入錫、鉻和硅鋇孕育劑，保持溫度并靜置；

(3）通過光譜分析，調整含碳量在3.25～3.35%，含硅量在1.7～1.8%，含錳量在0.6%以下，含磷硫量在0.1%以下；

(4)?澆注，且澆注溫度控制在1490~1520℃。

優選地，步驟（2）中所述的加入錫、鉻和硅鋇孕育劑之前，還使用除渣劑除渣，同時加入增碳劑。

優選地，步驟（3）中所述的含硅量用75%硅鐵調整，含錳量用65%錳鐵調整，用以阻止灰鑄鐵中形成碳化物，促進石墨的析出，同時較低的合金量可控制鑄件的斷面敏感性在較小的范圍，保證了灰鑄鐵的機械性能。

優選地，在步驟（4）中所述的澆注前，先澆注爐前三角試塊用以判斷碳當量，觀察白口寬度，控制在3mm以下，此時鑄造后的鑄件保證了強度，但是加工時不會影響切削性能，易于再加工。

有益效果：本發明的灰鑄鐵的抗拉強度達到300N/mm²以上，同時鐵水的流動性好，鑄件的各項性能指標都表現良好，在保持碳當量的同時，具有較高的碳量和較低的硅量，這樣在添加合金后獲得最好的強度和斷面均勻性，可防止硅增加鐵素體、粗化珠光體或中和合金元素，同時在機加工后沒有內部縮松的信息，三角試塊的寬度降低至3mm以下，而鑄件的硬度仍可保持在HB180~220，鑄件薄壁處未出現白口現象。

附圖說明

圖1本發明所述三角試塊的正視圖；

圖2本發明所述三角試塊的側視圖；

圖3?為本發明所述三角試塊的白口寬度的示意圖。

具體實施方式

下面對本發明技術方案進行詳細說明，但是本發明的保護范圍不局限于所述實施例。

實施例：

實施例1：一種高含碳量低合金化的高強度灰鑄鐵，包括如下原料配比（按質量百分比）：廢鋼28%，新生鐵22%，回爐料17%，留用鐵水28%，硅鐵0.4%，錳鐵0.2%，錫0.07%，鉻0.2%，硅鋇孕育劑0.2%，除渣劑0.1%和增碳劑0.4%。

高含碳量低合金化的高強度灰鑄鐵的熔煉方法，包括以下步驟：

(1）在留用鐵水中加入廢鋼、新生鐵、回爐料、硅鐵和錳鐵，將溫度升高至1530~1550℃；

(2）使用除渣劑除渣，同時加入增碳劑，加入錫、鉻和硅鋇孕育劑，保持溫度并靜置；

(3）通過光譜分析，調整含碳量在3.25～3.35%，用75%硅鐵調整含硅量在1.7～1.8%，用65%錳鐵調整含錳量在0.6%以下，控制含磷硫量在0.1%以下；