[發明專利]一種高性能的球墨鑄鐵及其制備方法

有效

• 申請號: 201610355970.2
• 申請日: 2016-05-26
• 公開（公告）號: CN105821287B
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發明（設計）人: 劉憲民;劉明亮;劉慶坤;周長猛;鞏傳海;張永;牛向明
• 申請（專利權）人: 山東匯豐鑄造科技股份有限公司
• 主分類號: C22C37/04
• 分類號: C22C37/04;C22C37/10;C22C33/08;B22C9/02;B22C9/08
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司37105
• 代理人: 楊先凱

1.一種高性能的球墨鑄鐵的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)制取目標球墨鑄鐵件的模樣：

當所述球墨鑄鐵件包括內徑小于等于3cm且長度大于等于10cm的空心腔結構時，所述球墨鑄鐵件模樣包括第一模樣與第二模樣，所述第一模樣與所述第二模樣的粘結拼接面重合于所述球墨鑄鐵件中的空心腔結構與其余非空心腔部位的分界面；

將無規共聚聚丙烯塑料通過注塑成型方法制取所述第二模樣；

將無規共聚聚丙烯塑料通過注塑成型方法制取所述第一模樣，然后將所述第一模樣的除了與所述第二模樣拼接的端面之外的表面浸漬涂料，然后撒砂，然后燒結，在燒結的過程中所述第一模樣氣化失模，得到所述第一模樣的型殼，所述型殼的用于與所述第二模樣拼接的開口為用于使得鐵水流入的開口；

將無規共聚聚丙烯塑料通過注塑成型方法制取澆道系統模樣；

取一個無規共聚聚丙烯塑料件，將所述第二模樣的與所述第一模樣拼接的端面通過粘結連接與所述無規共聚聚丙烯塑料件的一個端面連接，將所述無規共聚聚丙烯塑料件的另一個端面插入所述型殼的開口中以將所述第二模樣與所述型殼無縫隙拼接成一體件用于鑄造目標球墨鑄鐵件；

將所述第二模樣與所述澆道系統模樣通過粘結連接成一體，所述澆道系統模樣粘結在所述第二模樣的底面上，得到包括所述第二模樣、型殼以及澆道系統模樣的模樣一體件；

2)取一個第一箱體，將步驟1)中的模樣一體件以立式放置于所述第一箱體內；

然后在所述模樣一體件的外圍以環繞所述模樣一體件的方式從上到下鋪設多個冷卻盤管，每個冷卻盤管具有各自獨立的進口與出口，通過控制多個冷卻盤管與所述模樣一體件外壁的間距大小控制鐵水的凝固過程；

然后設置上升液管，所述上升液管穿過且固定在所述第一箱體的下箱底上，所述澆道系統模樣的自由端下端面與所述上升液管的上端開口對接，且所述澆道系統模樣的自由端下端面完全遮蓋所述上升液管的上端開口，密封所述上升液管與所述第一箱體下箱底的連接處；

然后設置真空抽吸管，所述真空抽吸管穿過且固定在所述第一箱體的側箱壁上，所述真空抽吸管的一端與所述模樣一體件間隔一定距離，所述真空抽吸管的另一端露在所述第一箱體的外面且與真空系統連通，密封所述真空抽吸管與所述第一箱體側箱壁的連接處；

然后向所述第一箱體內填砂，然后壓實，得到砂型；

然后密封整個所述第一箱體；

3)冶煉鐵水，然后將鐵水依次經過球化處理、一次孕育處理以及二次孕育處理，得到鐵水，然后將鐵水用開口容器盛裝；

4)將步驟3)中的開口容器放置在一個密閉的第二箱體內，且使得所述上升液管的下端穿過所述第二箱體的頂箱蓋浸入所述開口容器中的鐵水中，密封所述上升液管與所述第二箱體的連接處；

5)向所述第二箱體內吹送帶壓氣體，同時，開啟真空系統制取真空，開口容器內的鐵水在帶壓氣體的壓力以及真空的抽吸力的作用下，沿上升液管流動進入砂型的型腔中，鐵水從下往上充型，先把澆道系統模樣與第二模樣氣化，然后進入型殼中的空心腔中，直至開口容器內的液面不再下降表明鐵水注滿整個砂型型腔，氣化后的氣體通過真空抽吸管被真空系統抽走，然后保持吹送氣體與抽真空，直至砂型型腔內的鐵水凝固；

當開口容器內的液面不再下降后，從上到下依次向每個冷卻盤管中供給冷卻介質以對球墨鑄鐵件進行冷卻凝固以及實現從上到下的順序凝固，同時，向砂型型腔中的鐵水施加電磁攪拌；

6)當最下方的冷卻盤管的進口處與出口處的冷卻介質的溫差小于3℃后，停止吹送帶壓氣體以及抽真空，然后將所述上升液管從所述第二箱體中抽出，然后拆開所述第一箱體，然后破除砂型，敲掉所述型殼，得到球墨鑄鐵件；

所述高性能的球墨鑄鐵包括以下重量百分比的組分：3.0％～3.3％的C；3.6％～4.0％的Si；S<0.02％；P<0.03％；Mn<0.3％；0.02％～0.04％的Mg；0.01％～0.025％的RE；0.2％～0.3％的Mo；0.12％～0.15％的Ni；0.003％～0.010％的Ca，0.005％～0.010％的Ba，且0.010％≤Ca+Ba≤0.020％，Bi≤0.003％；余量為Fe以及不可避免的雜質。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述Mo的重量百分比為0.22％～0.28％。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述Ni的重量百分比為0.125％～0.145％。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所用球墨鑄鐵的抗拉強度σ_b≥540MPa，屈服強度σ_0.2≥400MPa，延伸率δ≥14％。