[發明專利]一種高強度球墨鑄鐵及其制備方法

在審

• 申請號: 201810565343.0
• 申請日: 2018-06-04
• 公開（公告）號: CN108642369A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 張福新
• 申請（專利權）人: 含山縣興達球墨鑄鐵廠
• 主分類號: C22C37/04
• 分類號: C22C37/04;C22C37/10;C22C33/10;C21D5/00;C21C1/10
• 代理公司: 合肥順超知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34120
• 代理人: 程艷梅

本發明涉及球墨鑄鐵技術領域，具體涉及一種高強度球墨鑄鐵及其制備方法；本發明公開了一種高強度球墨鑄鐵及其制備方法，由以下質量百分比的元素成分組成：C 3.55?3.80％，Si 2.50?2.80％，Mn 0.55?0.80％，Zr 0.02?0.05％，Mg 0.030?0.060％，Mo 0.3?0.5％，Cu 0.015?0.018，RE 0.020?0.040％，P≤0.06％，S≤0.03％，余量為Fe及不可避免的少量雜質；本發明采用低稀土鎂合金球化劑，有效的控制了稀土的殘留量，控制了碳化物的形成，提高了石墨球的圓整度和球化率；熱處理通過鹽浴與空氣的分級冷卻能夠在減少鑄件內應力的同時，防止其發生變形和開裂；本發明制備的球墨鑄鐵具有優良的硬度、抗拉強度、沖擊韌性與屈服強度，適宜推廣使用。

技術領域

本發明涉及球墨鑄鐵技術領域，具體涉及一種高強度球墨鑄鐵及其制備方法。

背景技術

球墨鑄鐵是20世紀五十年代發展起來的一種高強度鑄鐵材料，其綜合性能接近于鋼，正是基于其優異的性能，已成功地用于鑄造一些受力復雜，強度、韌性、耐磨性要求較高的零件。球墨鑄鐵已迅速發展為僅次于灰鑄鐵的、應用十分廣泛的鑄鐵材料。所謂“以鐵代鋼”，主要指球墨鑄鐵。球墨鑄鐵是通過球化和孕育處理得到球狀石墨，有效地提高了鑄鐵的機械性能，特別是提高了塑性和韌性，從而得到比碳鋼還高的強度。鑄鐵是含碳量大于2.11％的鐵碳合金，由工業生鐵、廢鋼等鋼鐵及其合金材料經過高溫熔融和鑄造成型而得到，除Fe外，還含及其它鑄鐵中的碳以石墨形態析出，若析出的石墨呈條片狀時的鑄鐵叫灰口鑄鐵或灰鑄鐵、呈蠕蟲狀時的鑄鐵叫蠕墨鑄鐵、呈團絮狀時的鑄鐵叫白口鑄鐵或碼鐵、而呈球狀時的鑄鐵就叫球墨鑄鐵。

隨著工業的發展，現有球磨鑄鐵已經被用于許多大型的機械設備中，例如：超大型起重設備、橋梁、大型機床等。由于大型設備的重量較大，這就對球墨鑄鐵的強度提出了新的要求。

發明內容

針對以上問題，本發明公開了一種高強度球墨鑄鐵及其制備方法，制備的球墨鑄鐵具有優異的硬度、抗拉強度、沖擊韌性與屈服強度。

為了實現上述的目的，本發明采用以下的技術方案：

一種高強度球墨鑄鐵，由以下質量百分比的元素成分組成：C 3.55-3.80％，Si2.50-2.80％，Mn 0.55-0.80％，Zr 0.02-0.05％，Mg 0.030-0.060％，Mo 0.30-0.50％，Cu0.015-0.018，RE 0.020-0.040％，P≤0.06％，S≤0.03％，余量為Fe及不可避免的少量雜質。

一種高強度球墨鑄鐵，其制備方法包括以下步驟：

a、配置原料，將其投入到中頻感應電爐中進行熔融，熔融過程中保證鐵水溫度為1560-1600℃，熔融后得到原鐵水，出爐；

b、采用堤壩式沖入法，將球化劑加入球化包堤壩靠爐體一側，接著將粒度為3-8mm的孕育劑覆蓋在球化劑表面，然后放置一塊厚度為8mm的專用壓板用鐵叉搗平，將鐵水加入到球化包中進行球化處理及一次孕育，當鐵水全部注入后，隨流加入粒度為1-3mm的孕育劑進行二次孕育處理，球化處理溫度保持在1510-1540℃，接著向鐵液中加入扒渣劑，攪拌、扒渣；

c、將溫度降至1330-1360℃后，將鐵水快速澆入砂模中，得到球墨鑄鐵；

d、將球墨鑄鐵加熱到850-900℃，恒溫90-120min后將球墨鑄鐵放入到120-150℃的鹽浴中進行冷卻，冷卻3-5min后，取出空冷，空冷至室溫后得到高強度球墨鑄鐵。

優選地，步驟a中所述堤壩高度為100-200mm。

優選地，步驟b中所述球化劑型號為FeSiMg8RE3，其加入量為鐵液質量的1.0-1.2％。