[發明專利]一種高強度耐高溫球墨鑄鐵及球墨鑄鐵管件鑄造工藝

在審

• 申請號: 201810021709.8
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108220752A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 孫述全;孫雄;高峰
• 申請（專利權）人: 蕪湖市金貿流體科技股份有限公司
• 主分類號: C22C37/04
• 分類號: C22C37/04;C22C37/10;C22C33/08;C21D5/00
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本發明涉及一種高強度耐高溫球墨鑄鐵，由以下重量份數的原料構成：回爐鐵10%—25%、原生鐵10%—25%、鐵鎳合金0.1—1%、錳鐵合金0.5%—3.5%、鎢鉬合金1%—7.5%、增碳劑1%—3.5%、改性劑1.1%—3.6%、球化劑1%—3%、孕育劑1%—3%、稀土0.5%—2%，余量為廢鋼。其鑄造方法包括原料熔煉，變質調制，澆包預處理，調質澆鑄及改性熱處理等五步。本發明一方面利用稀土元素來提高球墨鑄鐵晶相組織分布的均勻性，達到在提高球墨鑄鐵硬度高的同時而不降低延伸率和韌性，另一方面通過變質、調質處理，使球墨鑄鐵工件抗疲勞性能和耐磨性能得到全面提高，除此之外，通過本發明的球墨鑄鐵鑄造工藝還可有效的降低球墨鑄鐵工件內部應力集中、裂痕及沙眼等缺陷，提高球墨鑄鐵工件的產品質量的結構強度。

技術領域

本發明涉及一種高強度耐高溫球墨鑄鐵及球墨鑄鐵管件鑄造工藝，屬鑄造加工技術領域。

背景技術

目前鑄鐵管件往往均采用球墨鑄鐵為基材進行生產制備，雖然可以有效滿足使用的需要，但在使用中也發現，通過傳統的球墨鑄鐵配方和鑄造工藝加工的鑄鐵管件一方面存在管材耐磨性、結構強度、結構韌性、耐高溫性及抗熱伸縮性均相對較差，另一方面也導致管材澆鑄作業工作效率較低，且鑄鐵管材內部易存在沙眼、裂痕、應力集中的缺陷，從而嚴重影響了鑄鐵管件的使用可靠性和使用壽命，因此針對這一問題，迫切需要開發一種全新的鑄鐵管件用球墨鑄鐵及與之配套的鑄造工藝，以滿足實際生產使用的需要。

發明內容

本發明目的就在于克服上述不足，提供一種高強度耐高溫球墨鑄鐵及球墨鑄鐵管件鑄造工藝。

為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現：

一種高強度耐高溫球墨鑄鐵，由以下重量份數的原料構成：回爐鐵10%—25%、原生鐵10%—25%、鐵鎳合金0.1—1%、錳鐵合金0.5%—3.5%、鎢鉬合金1%—7.5%、增碳劑1%—3.5%、改性劑1.1%—3.6%、球化劑1%—3%、孕育劑1%—3%、稀土0.5%—2%，余量為廢鋼。

進一步的，所述的增碳劑為含碳百分重量為85%以上焦碳沫，焦碳沫顆粒直徑≤400nm。

進一步的，所述的改性劑為SiC單質微粉顆粒，SiC單質微粉顆粒直徑≤400nm。

進一步的，所述的稀土為包含Ce、H、Dy、Sm、Gd和Lu等元素的鑭系元素。

進一步的，所述的高強度耐高溫球墨鑄鐵化學元素含量為C：3.5-3.7%、Si：2.8-5.3%、Ni：0.2—0.3%、W：0.5—2.5%、Mn：0.1—1.5%、Mo ：1.3—4.6%、Zr：0.11—0.2%、Ce：0.05—0.1%、Hf：0.1—0.25%、Dy：0.03—0.08%、Sm：0.01—0.05%、Gd：0.01—0.05%、Lu：0.03—0.06%、S：<0.02%； P：0.15-0.4%；余量為Fe。

一種高強度耐高溫球墨鑄鐵的鑄造方法，包括以下步驟：

第一步，原料熔煉，首先將回爐鐵、球墨鑄鐵切、屑錳鐵合金、硅鐵合金和廢鋼一同添加到熔煉爐內，并沿著熔煉爐自下而上安裝按照原料直徑從小到大進行擺放，然后由氬氣將熔煉爐內的空氣排出并使熔煉爐內的氣壓恒定在1.1—3個標準大氣壓，然后在5—10分鐘內將熔煉爐加熱至1400℃—1600℃，直至熔爐內原料均呈熔融態并攪拌均勻后，從熔爐內卻金屬液樣本進行成份分析，并根據成份分析結果對熔爐內金屬液成份含量進行調整，直至金屬液化學成份達到要求后進行靜置保溫，且保溫時間為10—30分鐘；

第二步，變質調制，完成第一步作業后，對熔爐內熔融態金屬液進行單向語速攪拌，攪拌速度為10—50分鐘/轉，并在轉速穩定后通過增碳劑和改性劑分別吹送到熔爐內，并使增碳劑和改性劑與熔爐內的熔融態金屬液充分攪拌均勻，然后保溫靜置5—20分鐘；