[發明專利]一種球墨鑄鐵的痕量合金化工藝

有效

• 申請號: 201610829581.9
• 申請日: 2016-09-18
• 公開（公告）號: CN106367663B
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 常應祥;許曉嫦;黃為;王威明
• 申請（專利權）人: 長沙金龍鑄造實業有限公司
• 主分類號: C22C33/10
• 分類號: C22C33/10;C21C1/10;C22C37/10;C22C37/04
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技術領域

本發明涉及一種提高球墨鑄鐵強度、塑性的痕量合金化工藝。

背景技術

球墨鑄鐵廣泛應用在機械制造、礦山冶金、石油化工和國防工業等行業。隨著現代工業技術的高速發展，對球墨鑄鐵的綜合力學性能要求越來越高。例如，石油鉆井的十字頭要求力學性能為抗拉強度≥689MPa,屈服強度≥483MPa，延伸率≥3.0；車床的主軸、球磨機齒軸、小型水輪機主軸等，其所要求的抗拉強度達到700MPa以上，屈服強度達到420MPa以上，延伸率達到2％以上；汽車齒輪系列(正時齒輪、行星齒輪、后橋齒輪等)則要求有更高的強度與韌性。本領域技術人員都熟知，球墨鑄鐵的力學性能與其合金成分及加入量有直接關系，特別高強、高塑性球墨鑄鐵中必須添加強化基體，細化晶粒，提高塑性等性能的合金元素，如Cu、Zn、Sn、Mo、Zr，Bi等。但合金元素的作用以及加入量對球墨鑄鐵綜合力學性能的影響是利弊共存的。

因此，研發出一種有效且經濟實用的合金元素添加量及添加方式對促進我國球墨鑄鐵的發展與應用具有重大的生產意義與理論意義。

發明內容

因此，本發明的目的是提供一種有效且經濟實用的球磨鑄鐵的痕量合金化工藝。

本發明的技術方案為：本發明還包括上述含痕量合金的球墨鑄鐵的痕量合金化工藝，包括以下步驟：

1)熔煉：鐵液采用中頻感應電爐熔煉工藝，電爐中加入重量百分比為55-65％的生鐵，25-35％的球鐵回爐料，5-10％的廢鋼，電爐升溫至1450-1550℃，將所述生鐵、球鐵回爐料、廢鋼的混合物熔煉成鐵水；

2)調節鐵水成分含量：通過爐前分析，將步驟1)所得鐵水中化學成分的重量百分比調節至以下范圍：C：3.35％-3.7％，Si：2.3％-2.7％，Mn：0.35％-0.55％，P≤0.035％，S≤0.015％，Re：0.016％-0.018％，Mg：0.02％-0.04％，Nb：0.55％-0.85％；

3)球化和喂絲法痕量合金化：在球化劑包中加入步驟2)所得鐵水，進行球化處理，同時將黃銅絲、錫絲合股以喂絲法方式加入，球化劑表面加入0.4％的孕育劑，孕育劑粒度3～8mm，所述量基于鐵水的總質量；

4)第二次孕育處理及沖入法痕量合金化：在步驟3)所得鐵水中加入含痕量合金的孕育劑進行孕育處理；

5)澆注：將步驟4)所得鐵水轉至鑄件型腔中進行澆注，澆注后自然冷卻，即得鑄態球墨鑄鐵。

進一步地，上述步驟3)中的黃銅絲含62重量份的Cu和38重量份的Zn，錫絲含42重量份的Sn和58重量份的Bi。

進一步地，上述步驟3)中的黃銅絲的直徑為2mm，錫絲的直徑為1mm，加入量為每噸鐵水加入12米合股合金絲。

進一步地，上述步驟4)中加入的孕育劑為0.2～0.3％、粒度為1～3mm，所述量基于鐵水的總質量。

更進一步地，上述步驟3)和步驟4)中加入的孕育劑中有在孕育處理階段加入的均勻摻雜的Mo、Zr，其中Mo粉在孕育劑中按重量計為1.5～3.5％，Zr粉在孕育劑中按重量計為2.5～4.5％。

本發明公開的痕量合金化工藝為喂絲法與沖入法相結合。具體工藝為直徑2mm黃銅絲(Cu62Zn38)、直徑1mm錫絲(Sn42Bi58)合股以喂絲法方式在球化處理階段加入，加入量為每噸鐵水加入12米合股合金絲；將Mo、Zr粉均勻摻雜在孕育劑內在孕育處理階段加入，其中Mo粉在孕育劑中占比1.5-3.5％，Zr粉在孕育劑中占比2.5-4.5％。采用二次孕育處理方式：采用沖入法球化時在球化劑表面加入0.4％的孕育劑，孕育劑粒度3-8mm，待沖入鐵液進行球化處理時，同時發生孕育作用，在澆注前將鐵水從球化包轉入澆注包時在鐵水表面加入0.2--0.3％的粒度為1-3mm的孕育劑作為二次孕育，所述量基于鐵水的總重量。