[發(fā)明專利]適用于超高強度灰鑄鐵的熔煉工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310100239.1
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103540701A
• 公開（公告）日: 2014-01-29
• 發(fā)明（設計）人: 郁恩軍;劉峰;戴平;朱文平;馮海林;王軻
• 申請（專利權(quán)）人: 上海匯眾汽車制造有限公司
• 主分類號: C21C1/08
• 分類號: C21C1/08;C22C33/08
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 喻學兵

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及灰鑄鐵熔煉工藝，尤其涉及超高強度灰鑄鐵熔煉工藝。?

背景技術(shù)

隨著汽車行業(yè)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展，對汽車使用的灰鑄鐵材料的性能要求也在不斷提高，例如缸體、缸蓋材料從HT250到HT300，甚至HT350，未來要求或許會更高，這給現(xiàn)有的鑄造熔煉技術(shù)帶來了極大地難度。傳統(tǒng)的熔煉技術(shù)（生鐵+廢鋼+回爐料+合金）只能生產(chǎn)HT300材料，根本無法穩(wěn)定生產(chǎn)出HT350材料。熔煉技術(shù)對鐵水的質(zhì)量至關重要，采用不同的熔煉技術(shù)，同樣的化學成分，得到的鐵液的冶金質(zhì)量完全不同，從而得到的鑄件材料性能也完全不同。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于超高強度灰鑄鐵的熔煉工藝，使提高灰鑄鐵抗拉強度。?

為實現(xiàn)所述目的的適用于超高強度灰鑄鐵的熔煉工藝，其特征在于包括?

步驟1，在爐底加回爐料作為啟熔，然后再加廢鋼和熔點高的增碳劑、增硅材料，增碳劑、增硅材料和廢鋼要交替加入爐內(nèi)，便于碳C元素擴散，待所有爐料熔清后，再加入易燒損的用于增加合金元素錳、鉻、銅、硫的材料；?

步驟2，熔煉溫度控制在1550-1580℃范圍內(nèi)，使其熔煉溫度超過鐵液的過熱溫度，并保溫3-5分鐘，以使鐵液在高溫下以消除爐料的遺傳性、細化晶粒、細化石墨和提高鐵液的純凈度；?

步驟3，出鐵溫度控制在1460-1480℃范圍內(nèi)，應伴隨出鐵加入孕育劑；以及?

步驟4，澆注溫度控制在1360-1380℃范圍內(nèi)。?

所述的熔煉工藝，其中灰鑄鐵的化學成分的控制范圍為（質(zhì)量百分數(shù)）：C2.95-3.10，Si1.40-1.60，Mn1.10-1.20，P≤0.100，S0.060-0.085，Cr0.35-0.45，?Cu0.50-0.60，CE3.42-3.63。?

所述的熔煉工藝，其中在步驟1中，主爐料全部采用廢鋼，或者采用廢鋼和回爐料。?

所述的熔煉工藝，其中在步驟1中，廢鋼為優(yōu)質(zhì)的碳素鋼。?

所述的熔煉工藝，其中在步驟1中，增碳劑采用低氮石墨增碳劑，增硅材料為碳化硅，錳鐵使用65錳鐵，鉻鐵使用70鉻鐵，銅使用電解銅。?

所述的熔煉工藝，其中在步驟3中，孕育劑為硅鋇孕育劑。?

所述的熔煉工藝，其中灰鑄鐵包括化學成分（質(zhì)量百分數(shù)）C3.00，Si1.50，Mn1.15，P≤0.100，S0.075，Cr0.40，Cu0.55，CE3.5。?

在本發(fā)明的實施例中，根據(jù)本發(fā)明的熔煉工藝的灰鑄鐵抗拉強度達到380MPa以上，甚至超過410MPa，極大程度上提高了灰鑄鐵的抗拉強度、提高了材料的可靠性。鑄態(tài)硬度可達到270HB以上，極大地提高了灰鑄鐵的耐磨性和材料使用的穩(wěn)定性。?

具體實施方式

步驟1，超強度灰鑄鐵材料化學成分設計，選擇合理的C、Si和CE值，并設計合適的Mn、Cr、Cu合金元素的含量。化學成分的控制范圍為（以下數(shù)值均為質(zhì)量百分數(shù)）：C2.95-3.10，Si1.40-1.60，Mn1.10-1.20，P≤0.100，S0.060-0.085，Cr0.35-0.45，Cu0.50-0.60，CE3.42-3.63。在本發(fā)明的較佳實施例中，化學成分為C3.00，Si1.50，Mn1.15，P≤0.100，S0.075，Cr0.40，Cu0.55，CE3.5。?

步驟2，超強度灰鑄鐵材料熔煉配料計算。主爐料采用全部廢鋼或廢鋼+回爐料，廢鋼要選擇優(yōu)質(zhì)的碳素鋼，不使用鑄造生鐵；增碳劑采用低氮石墨增碳劑（經(jīng)過高溫石墨化處理），在全廢鋼熔煉技術(shù)中，增碳劑是鐵液增碳的最重要環(huán)節(jié)，所以增碳劑質(zhì)量的好壞決定了鐵液質(zhì)量的優(yōu)劣；不使用硅鐵進行增硅，用碳化硅取而代之；錳鐵使用65錳鐵；鉻鐵使用70鉻鐵；銅使用電解銅。前述廢鋼主要是指“淘汰或者損壞的作為回收利用的廢舊鋼鐵；其含碳量一般小于0.3%，硫、磷含量均不大于0.05%”。在本發(fā)明的一實施例中，超高強度灰鑄鐵的配料如表一所示。優(yōu)質(zhì)的碳素鋼包括普通意義上的優(yōu)質(zhì)碳素鋼（含碳量低在0．25%－0.5%之間），或者或含碳量更低的碳素鋼，例如高級優(yōu)質(zhì)鋼（含磷、硫更低）或特級優(yōu)質(zhì)鋼。?