[發明專利]一種抗零下40℃低溫沖擊CADI球墨鑄鐵的制備方法

有效

• 申請號: 201610165143.7
• 申請日: 2016-03-22
• 公開（公告）號: CN105803300B
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 徐長順;王彬;鮑玉龍
• 申請（專利權）人: 齊齊哈爾市精鑄良裝備制造有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C37/04;C22C37/06;C22C33/08;C21C1/10;C21D1/20;C21D5/00
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及一種抗低溫沖擊CADI球墨鑄鐵的制備方法。

背景技術

奧貝氏體球墨鑄鐵簡稱ADI球墨鑄鐵，ADI球墨鑄鐵主要指熱處理后金相組織主要組成是奧氏體和貝氏體的球墨鑄鐵；而CADI球墨鑄鐵主要指熱處理后金相組織含有碳化物的等溫淬火球墨鑄鐵。它是通過在澆鑄前往鐵液中加入一定量的球化劑、石墨化劑以及一定量的鉻鐵(或易形成碳化物合金)，以獲得呈球狀石墨結晶，基體組織中含有一定量的碳化物，并通過硝鹽介質等溫淬火熱處理而獲得。具有高強度、高耐磨性、以及很好的沖擊韌性等綜合性能的球墨鑄鐵。在磨料磨損條件下，ADI球墨鑄鐵和鑄鋼相比，其耐磨性顯著高于同樣硬度下鋼的耐磨性，比如硬度為HRC40左右的ADI球墨鑄鐵的耐磨性相當于HRC60左右的淬火回火鋼。由于CADI球墨鑄鐵的基體組織中含有一定量的彌散碳化物，所以CADI球墨鑄鐵比ADI球墨鑄鐵擁有更加優異的耐磨性能。然而因為CADI球墨鑄鐵的基體組織中含有一定量的彌散碳化物，即硬脆碳化物相得存在，使得CADI球墨鑄鐵的韌性較ADI球墨鑄鐵偏低，其常溫下無缺口沖擊值a_k范圍5-27J，特別是在低溫環境下，例如零下40度環境下CADI球墨鑄鐵無缺口沖擊值更是大幅下降，達到2-9J左右，因此也大大限制了CADI球墨鑄鐵的應用范圍和使用安全。CADI球墨鑄鐵主要應用于礦山工程機械、鐵路、農機等方面。

目前CADI球墨鑄鐵低溫沖擊功性能國內外一般沒有明確要求，要求的都是常溫下無缺口沖擊功，現實情況是在高寒環境下(低于-20℃)時CADI球墨鑄鐵低溫沖擊性能將明顯降低，根據國標GB/T1348-2009附錄D關于球墨鑄鐵的沖擊韌性曲線可知，球墨鑄鐵的沖擊功值隨溫度降低而降低，而且降低特別明顯，-40℃和20℃的沖擊值相比降低60％左右；CADI球墨鑄鐵低溫沖擊性能規律與普通球墨鑄鐵低溫沖擊性能規律基本相同，現根據我們試驗結果可知，HRC40-50硬度值的CADI球墨鑄鐵常溫下20℃的無缺口沖擊值為40J，而-40℃時的無缺口沖擊功值低于10J。用該種材質生產的礦山工程機械和和曲軸等產品在高寒地區運行時，性能將大大降低，嚴重影響運行安全。目前已經有國外某些國家對高寒環境下CADI球墨鑄鐵低溫性能有了一些要求，但要求不高，其要求數值遠遠低于常溫下的數值。

發明內容

本發明的目的是要解決現有CADI球墨鑄鐵在-40℃時無缺口沖擊功值低的問題，而提供一種抗零下40℃低溫沖擊CADI球墨鑄鐵的制備方法。

一種抗零下40℃低溫沖擊CADI球墨鑄鐵中碳質量分數為3.5％～3.7％，硅質量分數為2.70％～2.90％，錳質量分數小于0.20％，鉻質量分數為0.6％～0.7％，磷質量分數小于0.035％，銅質量分數為0.8％～1.0％，所述的抗零下40℃低溫沖擊CADI球墨鑄鐵在溫度為-40℃下無缺口沖擊值為25J～30J。

一種抗零下40℃低溫沖擊CADI球墨鑄鐵的制備方法，具體是按以下步驟完成的：

一、準備原料：按質量份數稱取70份球墨生鐵Q10、10份低錳廢鋼、20份回爐料、0.9～1.0份鉻鐵、0.8～1.0份紫銅板、1.3～1.36份球化劑、0.19～0.23份超細SiC粉體、0.35～0.40份脫硫劑、0.9～1.0份硅鐵孕育劑、1.0份低錳碎鋼和0.08～0.12份硅鋇孕育劑；

二、熔煉：將步驟一稱取的70份球墨生鐵Q10、10份低錳廢鋼和20份回爐料加入熔煉爐中，并升溫至1510℃～1530℃,在溫度為1510℃～1530℃下熔煉至全部熔化，然后加入步驟一稱取的0.9～1.0份鉻鐵，繼續在溫度為1510℃～1530℃下熔煉至鉻鐵全部熔化，再加入步驟一稱取的0.8～1.0份紫銅板，在溫度為1510℃～1530℃下熔煉至紫銅板全部熔化，得到鐵液；

三、球化及孕育：將步驟一稱取的1.3～1.36份球化劑放入球化包底一側，然后將步驟一稱取的0.19～0.23份超細SiC粉體覆蓋在球化劑上面，再將步驟一稱取的0.9～1.0份硅鐵孕育劑覆蓋在超細SiC粉體上面，最后將步驟一稱取的1.0份低錳碎鋼覆蓋在硅鐵孕育劑上面，蓋上球化包的包蓋，采用沖入法將步驟二得到的鐵液沿球化包另一側注入球化包中進行球化、孕育處理，得到球化處理后鐵液；

四、除雜：經過步驟三得到的球化處理后鐵液中加入步驟一稱取的0.35～0.40份脫硫劑，然后攪拌、扒渣，再靜置1min～2min，得到待澆鑄鐵液；