[發(fā)明專利]一種多元合金鑄鐵的制備方法

有效

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• 申請日: 2013-09-11
• 公開（公告）號: CN103484794A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設計）人: 符寒光;雷永平;成小樂
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工業(yè)大學
• 主分類號: C22C38/60
• 分類號: C22C38/60;C22C33/08
• 代理公司: 北京思海天達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

技術領域

本發(fā)明為一種鑄鐵的制備方法，特別涉及一種多元合金鑄鐵的制備方法，屬于鑄造技術領域。

背景技術

鑄鐵以良好的鑄造成形性能以及冶煉工藝簡單而在工業(yè)生產(chǎn)中獲得了廣泛的應用。但是，普通鑄鐵顯微組織粗大，且石墨呈粗大的片狀，導致鑄鐵強韌性低，使用安全性差，為了提高鑄鐵的性能，中國發(fā)明專利CN103225038A公開了一種含銅量少的高碳當量高合金灰鑄鐵，包括C、Si、Mn、S、P元素，還添加了Cr、Sn元素和少量的Cu元素，其重量百分比為：C:3.80-3.98；Si：0.98-1.45；Mn：0.62-0.95；S：0.02-0.122；P：0.01-0.17；Cr：0.3-0.6；Sn：0.07-0.08；Cu：0.02-0.2。該發(fā)明含銅量少的高碳當量高合金灰鑄鐵，綜合考慮到產(chǎn)品性能、合金成本及各種合金在灰鑄鐵中的最高可添加量，對合金的添加量進行了優(yōu)化，以最佳的生產(chǎn)成本滿足鑄件的性能要求，從而實現(xiàn)降低成本、提高效益的目的。中國發(fā)明專利CN103225037A還公開了一種高碳灰鑄鐵汽車制動盤及其生產(chǎn)方法，所述高碳灰鑄鐵汽車制動盤化學成分按重量百分比配比如下：C：3.7%～3.8%，Mn：0.5%～0.8%，Cu：0.3%～0.5%，Cr：0.1%～0.2%，Mo：0.2%～0.4%，Si：1.6%～2.0%，N：0.1%～0.2%，P：0.01%～0.12%，S：0.05%～0.12%,余量為Fe。該發(fā)明的制動盤具有制動溫升小、耐磨損、抗熱疲勞效果好等突出特點，使汽車制動系統(tǒng)的性能明顯改善，使用壽命明顯提高，同時也有效排除了因高溫剎車不靈而帶來的安全隱患，經(jīng)濟價值高。中國發(fā)明專利CN103114238A還公開了一種高強度高硬度灰鑄鐵材料及用該材料鑄造鑄件的方法，該灰鑄鐵材料的組分以重量百分數(shù)表示為：碳3.00-3.20%、硅1.45-1.80%、錳0.75-0.95%、磷﹤0.1%、硫﹤0.08%、鉻﹤0.08%和鐵。該灰鑄鐵材料還可以含有銅和錫。該發(fā)明材料鑄造鑄件的方法，以廢鋼、鐵屑和回爐鐵為主要爐料，以增碳劑、硅鐵、錳鐵為輔助原料。該發(fā)明得到的灰鑄鐵材料的組織中石墨細小彌散，晶粒細小，珠光體含量高，體片間距較小，強度高，穩(wěn)定性好，而且有效成本低。中國發(fā)明專利CN103088250A還公開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(zhì)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%；該發(fā)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(xiàn)良好，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(nèi)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180～220HB，鑄件薄壁處未出現(xiàn)白口現(xiàn)象。中國發(fā)明專利CN103074538A還公開了一種微合金化超高強度高碳當量灰鑄鐵的制備方法，該發(fā)明采用以下步驟進行：1)選擇的熔煉設備：150公斤～10000公斤中頻感應電爐；2)熔煉工藝；3)合金加入工藝；4)強化劑一次加入工藝；5)強化劑二次加入工藝；6)孕育劑加入工藝；7)當澆注鐵水包內(nèi)鐵水達到1200～1400℃，澆注缸體、缸蓋等鑄件。所制備的微合金化超高強度高碳當量灰鑄鐵的標準試棒的抗拉強度達到了440兆帕，高于目前高強度高碳當量灰鑄鐵的強度。最終獲得了一種微合金化超高強度高碳當量灰鑄鐵的制備方法。中國發(fā)明專利CN102888485A還公開了一種改變灰鑄鐵初生奧氏體生長形貌的變質(zhì)劑及其制備方法和應用。所述變質(zhì)劑的組成包括質(zhì)量百分比10％～20％的釩、3％～5％的氮、10％～20％的硅、2％～5％的鈣、2％～5％的鉻，余量為鐵。變質(zhì)劑的制備方法是將含有釩、氮、鉻、硅、鈣元素的鐵合金混合、熔煉、冷卻后破碎成4～8毫米尺寸的顆粒，采用澆包內(nèi)變質(zhì)方法加入灰鑄鐵溶液中。所述的變質(zhì)劑應用于處理易加工高強度灰鑄鐵。采用該發(fā)明變質(zhì)劑處理使亞共晶灰鑄鐵初生奧氏體生長形貌發(fā)生了意想不到的改善，同時，能夠得到細小、彎曲的石墨組織，使灰鑄鐵的力學性能得到大幅度提高。中國發(fā)明專利CN102888484A還公開了用廢鐵廢鋼生產(chǎn)高強度鑄鐵的方法，包括以下內(nèi)容：按組成原料的重量配比稱取原料廢鐵68-72%和廢鋼28-32%，另外稱取總量1.4-1.6%的錳鐵，采用兩排沖天爐，使金屬爐料廢鐵和廢鋼始終處于高位熔化，底焦送風強度選擇在100m3/m2.min左右，控制出爐溫度≥1450℃，選擇灰分少、氣孔率小、固定碳高達85%的焦炭，使鐵水始終處于高溫，鐵水充分增碳，最后鐵水孕育處理，出鐵水時，從出鐵槽加入備用的硅鐵。該發(fā)明鑄件強度高，組織細密、石墨小；鑄件的鑄造性能和加工性能好，而且生產(chǎn)成本低，無有害的遺傳性。中國發(fā)明專利CN102876964A還公開了一種灰鑄鐵及其生產(chǎn)工藝，由下列成分按質(zhì)量百分比制成：C2.7-3.0%，Mn0.9-1.2%，Ni1-1.5%，Cr0.3-0.5%，Sn0.3-0.5%，包芯線1.6-2.0%，P≤0.1%，S≤0.1%，余量為鐵和不可避免的雜質(zhì)。包芯線的粉狀內(nèi)芯中含有輕稀土。該發(fā)明通過對灰鑄鐵的原材料配比進行合理的調(diào)整及增加孕育處理，使得灰鑄鐵強度及硬度均得到明顯提升。該灰鑄鐵冶煉比較方便，具有良好的鑄造性能，經(jīng)孕育處理后，鑄鐵件不易開裂。使用現(xiàn)有材料煉出的灰鑄鐵鑄件抗壓強度、硬度都獲得了明顯提升，同時降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，提高了產(chǎn)品合格率，擴大了鑄件應用范圍，具有很好的經(jīng)濟效益。中國發(fā)明專利CN102864368A還公開了一種孕育鑄鐵及其制備方法，各成分的重量百分含量如下：C3.3-3.5％，Si1.3-1.5％，Mn1.3-1.6％，P0.03-0.05％，S0.06-0.07％，Cr21-23％，Nd0.25-0.29％，Sn0.25-0.29％，Ti0.25-0.29％，Se0.25-0.29％，其余為Fe。制備方法為：稱取各原料，制備合金液，將Nd-Sn-Se-Ti-Zn加入合金液中，鑄造成鑄錠，加熱并保溫，空淬，回火后得到孕育鑄鐵。但是，上述鑄鐵性能偏低，為了滿足工業(yè)生產(chǎn)需求，需要提供性價比更高的鑄鐵材料及其制造方法。