[發明專利]一種中等強度高延伸率球鐵的熔煉方法

有效

• 申請號: 201610320754.4
• 申請日: 2016-05-16
• 公開（公告）號: CN105886693B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 章桂林
• 申請（專利權）人: 江蘇力源金河鑄造有限公司
• 主分類號: C21C1/10
• 分類號: C21C1/10;C22C37/10;C22C37/04;C22C33/08
• 代理公司: 北京一格知識產權代理事務所(普通合伙)11316
• 代理人: 滑春生

技術領域

本發明屬于化學熔煉領域，特別涉及一種中等強度高延伸率球鐵的熔煉方法。

背景技術

球墨鑄鐵是鑄鐵中的石墨呈現球狀的一種鑄鐵，通過球化處理使石墨形成球狀，這種球狀石墨可使應力集中小，減小對基體的割裂。由于球墨鑄鐵的強度、塑度、韌性高，疲勞強度接近于中碳鋼，耐磨性優于非合金鋼，切削性能可與灰鑄鐵相媲美，制造成本低等優點，它受到了廣泛的應用。

球墨鑄鐵的生產過程中，將不同配比的原料熔化后即可形成鐵液，鐵液的質量、球化孕育處理效果等對鑄件的質量有著決定性的作用。鐵液的質量好，則凝固時能夠形成數量更多、更小的石墨球和共晶團，石墨球和共晶團越多、越細小，則鑄件形成時的膨脹應力越大，從而能更有效地克服基體組織疏松，提高球墨鑄鐵的力學性能。因此，鐵液的質量與最終的球墨鑄鐵的質量有直接關系，鐵液的質量好壞又直接與原料的配比以及原料中各元素化學組分的含量有直接的關系。影響球墨鑄鐵質量的另外一個因素是球化過程，球化處理的目的是使石墨球化，同時除去硫和氧等活性元素。眾所周知，在球墨鑄鐵的制備過程中，人們希望硫含量越多越好，普遍認為硫是一種有害元素，它的存在會破壞石墨形核的形成過程，進而影響球墨鑄鐵的力學性能等；另外，球化過程中，球化反應速率及整個球化反應時間決定著鎂的吸收率、石墨的圓整度、數量及分布情況，而這些因素會影響球墨鑄鐵的力學性能。目前，常規的制造廠在生產QT600材質時，一般延伸率只能達到5-7，雖然達到了國標中規定延伸率超過3便合格的標準，但仍然處于偏低的性能。

針對上述現象，中國專利號CN 104878275 A中提出了一種高強度高延伸率球鐵鑄件的生產工藝，按下述步驟進行：（1）在電爐中加入18-22份廢鋼熔煉，再加入58-62份回爐料，最后同時加入0.5份的組織改良劑和18-22份生鐵進行熔煉，形成原鐵水；（2）將球化劑加入到球化包的球化室內，再將孕育劑覆蓋在球化劑上，然后將矽鋼片覆蓋在孕育劑上，最后將組織改良劑加入球化包內；（3）將電爐中溫度控制在1460-1480℃的原鐵水到球化包中反應后形成終鐵水；（4）將終鐵水澆入鑄型，冷卻后得到球鐵鑄件。但該生產工藝仍存在以下缺陷：1.鐵水的質量不能得到有效的改善；2.只適用于高強度高延伸率球鐵的生產，并不適用于中等強度高延伸率球鐵的生產；3.球鐵的延伸率雖得到了提升，但仍欠佳。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種中等強度高延伸率球鐵的熔煉方法，該熔煉方法不僅能防止鐵水中結晶型核的燒損，提高鐵水質量，還能在保證球鐵的強度的基礎上，大幅度提高延伸率。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案為：一種中等強度高延伸率球鐵的熔煉方法，其創新點在于：所述熔煉方法按下述步驟進行：

（1）加料熔煉：在電爐中同時加入1.0-1.1質量份的增碳劑和28-32質量份的廢鋼熔煉，然后加入38-42質量份的回爐料，再加入0.93-1.0質量份的硅鐵，最后加入28-32質量份的生鐵進行熔煉；

（2）成分微調：電爐中鐵水升溫到1420～1440℃，通過加入0.3-0.4質量份的錳鐵及0.2-0.3質量份的電解銅，調至原鐵水要求的范圍；

（3）鐵水預處理：爐中鐵水升溫到1450～1470℃后從電爐中倒出1/3的鐵水于鐵水包中，然后向電爐中一起加入1個質量份碳和1個質量份的碳化硅，同時用最大功率將電爐升溫，并將倒出的1/3的鐵水回入電爐中；

（4）鐵水精煉：將爐中鐵水溫度升至1500～1520℃，保溫、靜置5～10分鐘，使鐵水化學成分達到均勻狀態；

（5）球化處理：

A.將球化劑加入到球化反應包的球化室內，再將一次孕育劑覆蓋在球化劑上，最后將矽鋼片覆蓋在一次孕育劑上；

B.當鐵水溫度達到1480-1500℃時出爐到球化反應包中，在鐵水出到總鐵水重量的1/3時，加入二次孕育劑至球化反應包中，最后再將剩余的鐵水出爐至球化反應包中，形成終鐵水；

（6）鑄件成型：球化結束后，在12min內將終鐵水澆入鑄型，冷卻得到球鐵鑄件。

進一步地，所述廢鋼采用低錳廢鋼，其各組成成分的質量分數分別為C：0.018%，Si：0.10%，Mn：0.13 %，P：0.05%，S：0.017%，Cr：0.05%，Ti：0.038%，V：0.040%，余量為鐵。