[發明專利]一種納米變質耐磨灰鑄鐵及鑄造方法

在審

• 申請號: 201810025485.8
• 申請日: 2018-01-11
• 公開（公告）號: CN108220761A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 孫述全;孫雄;駱偉祥
• 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: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C37/08;C22C33/08;C21D5/00
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本發明涉及一種納米變質耐磨灰鑄鐵，由以下原料構成：回爐鐵10%、灰鑄鐵屑3%、錳鐵合金0.5%、硅鐵合金1%、增碳劑1%、改性劑1.1%、稀土0.5%，余量為廢鋼，其鑄造方法包括原料熔煉，變質調制，調質澆鑄及改性熱處理等四步。本發明一方面利用稀土元素來獲得具備均勻連續分布、硬度高且不降低延伸率的灰鑄鐵材質，極大的提高了灰鑄鐵工件的結構強度和韌性，另一方面通過納米變質處理，使灰鑄鐵工件抗疲勞性能和耐磨性能得到全面提高，除此之外，通過本發明的灰鑄鐵鑄造工藝還可有效的降低灰鑄鐵工件內部應力集中、裂痕及沙眼等缺陷，提高灰鑄鐵工件的產品質量的結構強度。

技術領域

本發明涉及一種納米變質耐磨灰鑄鐵及鑄造方法，屬鑄造加工技術領域。

背景技術

現鑄鐵工件，尤其是汽車缸套、制動器等部件中，多用鐵素體灰鑄鐵來生產，當前在進行灰鑄鐵工件生產時，一般由新生鐵、廢鋼、回爐鐵和鐵合金組成，爐料中加入廢鋼是為了降低鐵液中的含碳量，從而提高灰鑄鐵的力學性能，廢鋼在爐料中的重量比一般為10-30%，但廢鋼添加量控制精度相對較低，從而嚴重影響了灰鑄鐵工件設備的使用性能和結構強度，從而導致的灰鑄鐵鑄件使用性能和壽命受到極大的影響，于此同時，當前的灰鑄鐵加工工藝雖然可以一定程度滿足工件加工作業的需要，但生產成本相對較高，鑄造加工工藝復雜，從而導致當前灰鑄鐵工件鑄造加工作業精度差，成型效率低，且成型后鑄件內部易殘存氣孔、裂痕等缺陷，因此針對這一問題，迫切需要開發一種全新的灰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，提供一種納米變質耐磨灰鑄鐵及鑄造方法。

為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案來實現：

一種納米變質耐磨灰鑄鐵，由以下原料構成：回爐鐵10%—25%、灰鑄鐵屑3%—10%、錳鐵合金0.5%—3.5%、硅鐵合金1%—2.5%、增碳劑1%—3.5%、改性劑1.1%—3.6%、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，所述的納米變質耐磨灰鑄鐵的化學元素含量為C：3.5-3.7%、Si：2.8-3.3%、Cu：0.5—1.3%、Ni：0.2—0.3%、W：0.1—0.8%、Mn：0.1—0.5%、Cr：0.2—0.3%、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。

一種納米變質耐磨灰鑄鐵的鑄造方法，包括以下步驟：

第一步，原料熔煉，首先將回爐鐵、灰鑄鐵屑、錳鐵合金、硅鐵合金和廢鋼一同添加到熔煉爐內，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縫分析，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；