[發(fā)明專利]一種含銻球墨鑄鐵及其生產(chǎn)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510747860.6
• 申請(qǐng)日: 2015-11-06
• 公開（公告）號(hào): CN105349878B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李平;韓建普;張志;徐治新;蘇莉;甄艷君
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C22C37/10
• 分類號(hào): C22C37/10;C22C37/04;C21C1/10
• 代理公司: 鄭州紅元帥專利代理事務(wù)所(普通合伙)41117
• 代理人: 楊妙琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于球墨鑄鐵鑄造領(lǐng)域，具體涉及一種含銻球墨鑄鐵及其生產(chǎn)方法。

背景技術(shù)

球墨鑄鐵強(qiáng)度高、韌塑性、耐磨性和切削加工性能好等優(yōu)良的綜合性能，同時(shí)比鋼制造成本低，在很多領(lǐng)域中得到了廣泛應(yīng)用。QT600-3牌號(hào)球墨鑄鐵具有較高的強(qiáng)度和一定的伸長(zhǎng)率，在汽車、工程機(jī)械、冶金和輸水、輸氣等管網(wǎng)中得到大量應(yīng)用。除了進(jìn)行適當(dāng)?shù)那蚧幚砗驮杏幚硗猓a(chǎn)QT600-3球墨鑄鐵時(shí)，通常采用0.5%左右的銅或0.1-0.3%鉻或0.06～0.08%Sn或增加錳量至0.8%左右（添加銅或鉻或錫時(shí)，錳的加入量通常低于0.6%）。在球墨鑄鐵中，銻早期通常作為一種限制元素，認(rèn)為超過0.01%時(shí)會(huì)干擾石墨球化。近年來，在球鐵中的研究和應(yīng)用逐漸增多，微量銻對(duì)石墨無影響，但可顯著增加球鐵的珠光體含量。有資料認(rèn)為其促進(jìn)珠光體形成能力約為錫的10倍，銅的20倍甚至100倍，因此采用銻微量合金化對(duì)于降低球鐵生產(chǎn)成本有較好的推廣前景。銻的加入方式有爐內(nèi)、包內(nèi)（以復(fù)合球化劑、復(fù)合孕育劑及金屬銻以顆粒狀形式覆蓋在球化劑上后壓包）或銻粉隨流等加入方式。但是，球鐵中銻的適宜加入量看法不統(tǒng)一。如：中國專利“Sb元素在高強(qiáng)度球墨鑄鐵瓦蓋中的應(yīng)用”（專利號(hào)CN102688993A）報(bào)道的Sb加入量為0.005%～0.015%；中國專利“一種球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法”（專利號(hào)CN103361537A）報(bào)道的Sb加入量為0.003%～0.008%；還有一些文獻(xiàn)報(bào)道了銅銻配合生產(chǎn)高強(qiáng)度球墨鑄鐵曲軸，Sb加入量在0.02%以內(nèi)，Sb加入量超過0.02%以后，顯著降低球墨鑄鐵的伸長(zhǎng)率。

發(fā)明內(nèi)容

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種含銻球墨鑄鐵，其組分質(zhì)量百分比為：C 3.60-3.90%，Si 2.4-2.8%，Mn 0.20-0.50%，P≤0.10%，S≤0.03%，Mg 0.030-0.060%，RE 0.020-0.040%，Sb 0.012-0.039%，余量為Fe及不可避免的少量雜質(zhì)。

一種含銻球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

a、選用Q10或Q12生鐵，低S、P碳素廢鋼及球鐵回爐料，在中頻爐或工頻爐內(nèi)熔煉鐵水，出爐溫度控制在1500-1550℃；

b、采用沖入法進(jìn)行球化處理；

c、鐵水球化處理反應(yīng)平穩(wěn)后，補(bǔ)加剩余鐵水前，將顆粒狀的銻加入球化處理包內(nèi)，同時(shí)在球化處理包內(nèi)包內(nèi)進(jìn)行一次孕育處理；

d、孕育處理后，澆注時(shí)采用粒度為0.5-1.5mm、加入量為0.1%的75SiFe孕育劑進(jìn)行隨流孕育；生產(chǎn)線澆注鑄件的同時(shí)澆注基爾試塊。

有益效果：

1、本發(fā)明采用0.012-0.039%的微量銻代替0.50%左右銅或0.1-0.3%Cr或0.06～0.08%Sn或0.8%Mn左右（本發(fā)明同時(shí)添加0.20-0.50Mn，少加Mn0.4%左右）金屬銻呈顆粒狀，球化反應(yīng)后補(bǔ)加鐵水時(shí)加入包中。生產(chǎn)較高強(qiáng)度、塑性和韌性的球墨鑄鐵。

2、使用本發(fā)明的生產(chǎn)方法，生產(chǎn)成本得到顯著降低，生產(chǎn)效率高，研制的高強(qiáng)韌球墨鑄鐵抗拉強(qiáng)度大于600MPa，伸長(zhǎng)率大于3%，性能指標(biāo)滿足QT600-3牌號(hào), 可用于綜合力學(xué)性能要求高的汽車、拖拉機(jī)等零部件。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

實(shí)施例1

一種含銻球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：

按照以下質(zhì)量百分比配制鐵水化學(xué)成分為例：

3.79% C，2.48%Si，0.50% Mn，0.058 %P，0.023 %S，0.054 %Mg，0.031%RE，0.012%Sb。

a、按上述設(shè)計(jì)的鐵水化學(xué)成分質(zhì)量百分比，將稱量好的Q10或Q12生鐵、碳素廢鋼、球鐵回爐料、錳鐵等原材料加入中頻感應(yīng)電爐或工頻爐內(nèi)熔煉鐵水，出爐溫度控制在1500-1550℃。

b、采用沖入法進(jìn)行球化處理。

c、球化處理反應(yīng)平穩(wěn)后，補(bǔ)加剩余鐵水前，將顆粒狀的金屬銻加入包內(nèi)，同時(shí)在包內(nèi)進(jìn)行一次孕育處理。

d、澆注時(shí)采用粒度為0.5-1.5mm、加入量為0.1%的75SiFe孕育劑進(jìn)行隨流孕育，生產(chǎn)線澆注鑄件的同時(shí)澆注基爾試塊，首箱澆注溫度為1380℃。

熔煉得到的球墨鑄鐵經(jīng)檢測(cè)，石墨球化級(jí)別2-3級(jí)，基體組織為45%鐵素體+55%珠光體，抗拉強(qiáng)度631.8MPa，伸長(zhǎng)率7.0%，硬度210HBS。

實(shí)施例2

一種含銻球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法，包括如下步驟：