[發明專利]一種高強度高硬度灰鑄鐵材料及其鑄造鑄件的方法

有效

• 申請號: 201310041037.4
• 申請日: 2013-02-01
• 公開（公告）號: CN103114238A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 陳立國
• 申請（專利權）人: 太倉科博爾精密鑄業有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08;B22D1/00;C21C1/08
• 代理公司: 北京連和連知識產權代理有限公司 11278
• 代理人: 楊帆

技術領域

本發明屬于鑄造技術領域，涉及一種高強度高硬度灰鑄鐵材料及其鑄造鑄件的方法。

背景技術

生產加工類鑄件時，大多使用生鐵和少量回爐料。將生鐵和回爐料放入中頻爐內進行熔煉，然后，將熔煉得到的液態鐵注入砂型中，冷卻后得到需加工零件的毛坯鑄件。但是生鐵的固有形態，導致放入中頻爐中的生鐵之間的間隙過大，消弱了中頻爐的磁場，且不同批次生鐵的化學成份不同，增加了熔煉過程中調整化學成份的難度。同時，生鐵的價格較高，增加了生產成本。雖然利用機加工產生的鐵屑熔煉制造鑄件，能夠降低熔煉過程中調整化學成份的難度，減少生產成本，但由于鐵屑的特性，仍然無法鑄造鑄件的強度、硬度要求高的鑄件。

因此，一些要求高強度、高硬度的灰鑄鐵的鑄造在現階段的鑄造領域仍舊是一個難題。

發明內容

本發明的目的是針對上述現有技術的不足，提供一種高強度高硬度灰鑄鐵材料及其鑄造鑄件的方法。該灰鑄鐵材料中石墨細小彌散，晶粒細小，珠光體含量高，體片間距較小，強度高，軌導內、表硬度趨向一致，穩定性好，而且有效成本低。

為實現上述目的，本發明所采取的技術方案如下。

一種高強度高硬度灰鑄鐵材料，其特征在于包括以下組分，以重量百分數表示為：碳3.0-3.2%；硅1.45-1.80%；錳0.75-0.95%；磷﹤0.1%；硫﹤0.08%；鉻﹤0.08%和鐵。

進一步地，該灰鑄鐵材料還含有銅，銅的重量百分數為﹤0.9%。

進一步地，該灰鑄鐵材料還含有錫，錫的重量百分數為﹤0.09%。

進一步地，該灰鑄鐵材料還含有銅和錫，且銅的重量百分數+十倍的錫的重量百分數﹤0.8%。

進一步地，該灰鑄鐵材料的組分以重量百分數表示為：碳3.01%；硅1.49%；錳0.92%；硫0.035%；磷0.057%；鉻0.071%；銅0.27%；錫0.051%和鐵94.096%。

進一步地，該灰鑄鐵材料的組分以重量百分數表示為：碳3.03%；硅1.51%；錳0.93%；硫0.035%；磷0.055%；鉻0.069%；銅0.32%；錫0.047%和鐵94.004%。

本發明進一步提供了一種生產上述高強度高硬度灰鑄鐵材料的鑄造鑄件的方法，包括以下步驟：

1）稱取廢鋼為60-65wt%，鐵屑為20-25wt%，回爐鐵為10-20wt%，增碳劑為1.5-2.0wt%，錳鐵為0.6-0.9wt%，硅鐵為1.00-1.25wt%，銅合金為0.45-0.55wt%，錫為0.05-0.065wt%，孕育劑為0.4-0.45wt%備用；

2）將中頻爐預熱，升溫至200-300度后加入增碳劑，當增碳劑變為液態時，繼續升溫至1250-1300度；

3）加入步驟1）中稱取的廢鋼總重的1/3，熔化后加入步驟1）中稱取的鐵屑總重的1/3，鐵屑熔化后加入步驟1）中稱取的回爐鐵總重的1/3，保溫直至回爐鐵熔化；

4）重復步驟3）2次，將所有的廢鋼、鐵屑和回爐鐵熔煉并充分滲碳；

5）將上述混合液進行去渣處理，然后加入步驟1）稱取的錳鐵和硅鐵并升溫至1480-1500度，再次去渣，并向去渣后的混合液中加入步驟1）稱取的銅合金；

6）將上述混合液勻速倒入預熱過的澆包，當倒入2/3混合液時，將步驟1）稱取的錫投入到澆包內，然后將步驟1）稱取的孕育劑隨流沖入，混合液全部倒入澆包后，用鐵扒將鐵液搗勻并去渣；

7）吊運、測溫后進行澆注，澆注溫度為1360-1380°C，澆注時間為75-85秒。

進一步地，所述廢鋼中碳含量為0.40%，硅含量為0.30%，錳含量為0.55%，磷含量為0.04%，硫含量為0.03%；所述鐵屑中碳含量為3.10%，硅含量為1.65%，錳含量為0.83%，磷含量為0.055%，硫含量為0.035%，銅含量為0.45%；所述回爐鐵中碳含量為4.25%，硅含量為0.91%，錳含量為0.06%，磷含量為0.04%，硫含量為0.03%。

進一步地，所述增碳劑為石墨增碳劑；所述孕育劑為硅鋇孕育劑，所述硅鋇孕育劑中硅的質量百分數為72%。

進一步地，所述中頻爐為酸性中頻爐感應電爐。

本發明的有益效果是：

第一，本發明的采用廢鋼、鐵屑等合成組合料鑄造鑄件的的高強度高硬度灰鑄鐵材料，其石墨形態細小、彎曲、鈍化，減少了應力集中，不易產生裂紋源；石墨分布密集、均勻、無方向性，降低了石墨對基體的縮減割裂作用，有利于機體強度的發揮，提高灰鑄鐵的力學性能。