[發明專利]一種高強度薄壁灰鐵鑄件的制備方法

有效

• 申請號: 201811148687.8
• 申請日: 2018-09-29
• 公開（公告）號: CN109023034B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 徐偉達;吳建波;高佰定
• 申請（專利權）人: 慈溪市中環機械廠
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08;C21C1/08;C21D1/26;C21D5/00
• 代理公司: 慈溪夏遠創科知識產權代理事務所(普通合伙) 33286
• 代理人: 陳伯祥;張小晶

本發明公開了一種高強度薄壁灰鐵鑄件的制備方法，通過采用3～8％生鐵、50～65％廢鋼和27～42％回爐料作為熔化鐵液的配比原料，采用熔煉、一次增碳、一次孕育、二次增碳、二次孕育、澆鑄、型內孕育和退火的工藝方法，得到高強度薄壁灰鐵鑄件，其化學成分按質量百分比計為：C：2.9～3.5，Si：1.4～2.1，Mn：0.7～1.1，P：≤0.05，S：≤0.08，Cu：≤0.03，Sn：0.031～0.043，RE：0.01～0.03，余量Fe和不可避免雜質。本發明的制備方法，不僅能制備得到高強度薄壁灰鐵鑄件，而且其成本低廉，綜合性能優于鑄件牌號為HT250的國家標準。

技術領域

本發明涉及鑄造技術領域，具體的說涉及一種高強度薄壁灰鐵鑄件的制備方法。

背景技術

鑄件是用各種鑄造方法獲得的金屬成型物件，按鑄型成型方法的不同，可以把鑄件分為普通砂型鑄件、金屬型鑄件、壓鑄件、離心鑄件、連續澆注件、熔模鑄件、陶瓷型鑄件、電渣重熔鑄件、雙金屬鑄件等，其中以普通砂型鑄件應用最多，約占全部鑄件產量的80％。

現有技術中提高薄壁灰鐵鑄件強度的常用方式為調整化學成分，即在鑄件原料中減少碳含量，增加錳含量，并添加合金元素進行合金化處理，而合金元素的添加造成鑄件成本的增加；現有技術采用常規熔煉、一次增碳和一次孕育的方式，所得到的灰鐵鑄件，其石墨分布不均勻，局部長而薄，局部粗大，嚴重降低了鑄鐵性能。

專利申請號為CN201510141701.1的中國專利，公布了一種灰鐵鑄件的制備方法，該專利灰鐵鑄件采用的原料配比為，生鐵10～20％，廢鋼35～45％，硅鐵0.6～0.8％，增碳劑1～1.3％，其余回爐料，并通過采用熔煉、一次增碳、分步隨流孕育和澆鑄的方法制備，得到的灰鐵鑄件，其綜合性能基本滿足HT250鑄件的國家標準，但當壁厚較薄時，其石墨局部容易分布不勻，且粗大，會引起強度降低，造成鑄件使用壽命和綜合性能的下降。

發明內容

鑒于以上現有技術的不足之處，本發明的主要目的在于提供一種高強度薄壁灰鐵鑄件的制備方法，以克服現有技術存在的不足之處，滿足高強度薄壁灰鐵鑄件的使用要求。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案為：

一種高強度薄壁灰鐵鑄件的制備方法，包括以下步驟：

S1熔煉：按質量百分比計算，稱取3～8％生鐵、50～65％廢鋼和27～42％回爐料，高溫熔化后在中頻感應爐中進行熔煉，熔煉溫度為1510～1560℃，得到熔化鐵液；

S2一次增碳：在中頻感應爐內，將0.5～1.0％熔化鐵液重量的第一增碳劑加入到步驟S1所得到的熔化鐵液中，控制中頻率功率為120KW，繼續熔煉5～10min，得到第一增碳鐵液；

S3一次孕育：在超聲波作用下，將0.2～0.6％第一增碳鐵液重量的第一孕育劑加入到步驟S2的第一增碳鐵液中，進行浮硅孕育處理，除去浮渣，得到第一孕育鐵液，其中超聲波的功率為60～80KHz；硅能促使生鐵中所含的碳分離為石墨狀，在超聲波的作用下，不僅能去氧減少鑄件的氣眼，還能提高熔化生鐵的流動性，降低鑄件的收縮量，但含硅過多，也會使生鐵變硬變脆；第一孕育劑的加入，能與鐵液中的硅結合，形成浮渣，從而改善最后鑄件的綜合性能；超聲波不僅能促進硅與鐵液中氧的結合，而且有利于第一孕育劑與多余硅結合，形成浮硅得以去除；

S4二次增碳：將步驟S3得到的第一孕育鐵液加熱到1600℃，選用石墨粉做第二增碳劑，其粒度為1～5mm，氮氣作為載體，向澆包內吹入石墨粉，吹入量為每噸第一孕育鐵液10～15kg，二次增碳后包內溫度為1430～1480℃，得到第二增碳鐵液；通常鑄件在冶煉過程中進行一次增碳處理，但是由于一次性增碳劑投加量大，使得增碳劑在鐵液中的分布不均勻，得到的鑄件容易出現局部缺陷，整體強度不高，通過分次投加處理，不僅能使增碳劑更加均勻地彌散在澆鑄坯體中，同時更加有利于孕育劑促進石墨化，改善石墨形態和分布狀況，細化基體組織；