[發明專利]高強度高韌性球墨鑄鐵600-10及其生產工藝

有效

• 申請號: 201410374923.3
• 申請日: 2014-07-31
• 公開（公告）號: CN104120332A
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發明（設計）人: 王振詩;唐日雙
• 申請（專利權）人: 大連金州茂隆實業有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08;C21C1/10
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

技術領域

本發明涉及鑄鐵冶金技術領域，尤其涉及一種球墨鑄鐵。

背景技術

球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，其有效地提高了鑄鐵的機械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強度。球墨鑄鐵是20世紀五十年代發展起來的一種高強度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，正是基于其優異的性能，已成功地用于鑄造一些受力復雜，強度、韌性、耐磨性要求較高的零件。

傳統的變速器殼體的生產工藝是通過合金鋼板材下料、管材切割和拼湊焊接組成等諸多生產工藝共同完成的，消耗大量的人力物力和時間，導致設備成本提高以及設備空間和設備重量的增幅。目前，多采用球墨鑄鐵工藝來取代鋼結構焊接工藝，以解決鋼液流動性對鑄物形態極其苛刻，不易注成產品問題。但是，傳統的球墨鑄鐵的強度和韌性較差。因此，一種高強度高韌性球墨鑄鐵亟需研發。

發明內容

根據上述提出的傳統的球墨鑄鐵的強度和韌性較差的技術問題，而提供一種高強度高韌性球墨鑄鐵600-10及其生產工藝。本發明采用的技術手段如下：

一種高強度高韌性球墨鑄鐵600-10，所述高強度高韌性球墨鑄鐵600-10的各元素質量百分比為：

C：3.48％-3.7％，當C的質量百分比低于3.48％時，產品較軟，達不到所需的性能要求，當C的質量百分比高于3.7％時，產品過硬，不利于加工；

Si：2.5％-2.7％，Si在球墨鑄鐵中起到軟化球墨鑄鐵的作用，當Si的質量百分比低于2.5％時，產品過硬，不利于加工，當Si的質量百分比高于2.7％，產品過軟；

Mn：0.7％-1.0％，當Mn的質量百分比低于0.7％時，產品的硬度低，當Mn的質量百分比高于1.0％時，產品易產生熱烈；

P：0.019％-0.04％，P為有害元素，不能促進石墨化，應該盡可能的降低P的質量百分比，當P的質量百分比高于0.04％時，產品易發生熱烈，而且滲碳體會在鐵素體和球光體中轉化而形成，當鑄件滲碳體大于0.15％是會導致工件在溫差情況下產生結構性變化，從而影響機械使用壽命；

S：0.009％-0.02％，S為有害元素，能阻止石墨化，，應該盡可能的降低S的質量百分比，當S的質量百分比高于0.02％時，產品易產生應力集中，而且滲碳體會在鐵素體和球光體中轉化而形成，當鑄件滲碳體大于0.15％是會導致工件在溫差情況下產生結構性變化，從而影響機械使用壽命；

ΣRE：0.054％-0.0648％，當ΣRE的質量百分比低于0.054％時，產品的球化率低于70％，產品的性能不穩定，當ΣRE的質量百分比高于0.0648％時，產品易產生熱裂；

Mg：0.04％-0.05％，當Mg的質量百分比低于0.04％時，產品的球化率低于70％，產品的性能不穩定，當Mg的質量百分比高于0.05％時，產品易產生熱裂；

余量為Fe以及不可避免的微量元素。

進一步地，所述高強度高韌性球墨鑄鐵600-10的各元素質量百分比為：C：3.54％，Si：2.5％，Mn：0.96％，P：0.033％，S：0.009％，ΣRE：0.054％，Mg：0.049％，余量為Fe以及不可避免的微量元素。

進一步地，所述高強度高韌性球墨鑄鐵600-10的各元素質量百分比為：C：3.48％，Si：2.5％，Mn：0.7％，P：0.019％，S：0.009％，ΣRE：0.054％，Mg：0.04％，余量為Fe以及不可避免的微量元素。

進一步地，所述高強度高韌性球墨鑄鐵600-10的各元素質量百分比為：C：3.6％，Si：2.6％，Mn：0.85％，P：0.03％，S：0.015％，ΣRE：0.0594％，Mg：0.045％，余量為Fe以及不可避免的微量元素。

進一步地，所述高強度高韌性球墨鑄鐵600-10的各元素質量百分比為：C：3.7％，Si：2.7％，Mn：1.0％，P：0.04％，S：0.02％，ΣRE：0.0648％，Mg：0.05％，余量為Fe以及不可避免的微量元素。

一種高強度高韌性球墨鑄鐵600-10的生產工藝，具有以下步驟：

S1：配料工序，采用的原料包括Q12生鐵，回爐料，廢鋼，硅鐵，錳鐵，球化劑和孕育劑，其配比如下：Q12生鐵：65％-75％，回爐料：10％-20％，廢鋼：10％-20％，硅鐵：0.8％-1.0％，錳鐵：0.8-1.0％，球化劑：1％-3％，孕育劑：0.01％-0.04％，為了穩定化學成分和有效地控制促進白口化元素和反球化元素，保證熔煉鐵水的質量，而選擇高碳含量低硅含量的Q12生鐵；