專利名稱：一種灰鑄鐵及其生產工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及鑄造領域，具體涉及一種灰鑄鐵及其生產工藝。
背景技術：
發動機的氣缸體、氣缸蓋一般采用灰鑄鐵鑄成，灰鑄鐵具有極好的鑄造性，能用于制造各種產品。目前由于發動機的技術發展，產品升級換代，發動機排放標準越來越嚴格，柴油機爆發壓力越來越高，因此迫切要求鑄件材質性能在質量可靠性和穩定性方面有大的提高，而目前普遍使用的HT250材料已遠遠滿足不了要求。因此迫切需要開發一種性能高于 HT250,并且綜合性能良好的鑄鐵材料。目前較為普遍的采用鉬合金化的HT300作為發動機材料，HT300灰鑄鐵在鑄造中加入銅、鉻、鉬進行合金化，提高灰鑄鐵強度的作用明顯，但使用鉬進行合金化會使鑄件的縮松傾向大，使得鑄造性能差，增加鑄件滲漏的危險，鑄件廢品率較高。
發明內容
本發明解決的問題在于提供一種灰鑄鐵，縮松傾向小，鑄造性能好。本發明還提供了利用這種灰鑄鐵的生產工藝。為了解決上述技術問題，本發明的技術方案為一種灰鑄鐵，包括以下重量百分比含量的元素C :3· 3. 4%，Si :1· 5% 2. 1%，Mn :0· 5% 0. 8%，P 0. 06%，S 0. 05% 0. 15%，Cr :0. 15% 0. 50%，Cu :0. 3% 0. 8%，Sn 0. 12%，Ni :0. 20% 0. 60%, Fe 余量。一種灰鑄鐵的生產工藝，包括以下步驟a)將生鐵和鋼材混合熔化成鐵水，出爐溫度不低于1500度；
b)熔化的鐵水進行保溫，保溫溫度為1430度 1450度；c)出鐵水，同時進行爐前處理，將銅加入包底，硅鋇、稀土硅鐵、鉻鐵、錫和鎳在出鐵水時隨流加入，處理后的鐵水所含的重量百分比成分為C :3· 3. 4%，Si :1· 5% 2. 1%，Mn :0· 5% 0. 8%，P 0. 06%，S 0. 05% 0. 15%，Cr :0. 15% 0. 50%，Cu :0. 3% 0. 8%，Sn 0. 12%，Ni :0. 20% 0. 60%, Fe 余量；d)將爐前處理后的鐵水進行澆注。作為優選，所述a)中使用沖天爐或電爐將生鐵和鋼材熔化。作為優選，使用沖天爐將生鐵和鋼材熔化時，重量百分比含量為生鐵55% 65%，鋼材 45%。作為優選，使用沖天爐將生鐵和鋼材熔化時，重量百分比含量為生鐵25% ；35%，鋼材 45%，回爐鐵25% ；35%。
作為優選，用電爐將生鐵和鋼材熔化時，重量百分比含量為生鐵0% 35%，鋼材 65% 100%。作為優選，所述C)中硅鋇、稀土硅鐵、鉻鐵、錫和鎳在出鐵水時隨流加入的時間不少于出鐵時間的50%。本發明在灰鑄鐵的生產過程中向鐵水加入銅、鉻、鎳、錫進行合金化，能夠避免使用鉬進行合金化所帶來的縮松傾向大的缺點，得到的灰鑄鐵鑄造性能優越，鑄件不產生縮孔，可以滿足目前高性能發動機關鍵鑄件氣缸體、氣缸蓋的材質要求；鎳和錫的價格低于鉬的價格，鑄件的成本較低。
具體實施例方式為了進一步了解本發明，下面結合實施例對本發明優選實施方案進行描述，但是應當理解，這些描述只是為進一步說明本發明的特征和優點，而不是對本發明權利要求的限制。本發明提供一種灰鑄鐵，鑄造性能好，包括以下重量百分比含量的元素C :3· 3. 4%，Si :1· 5% 2. 1%，Mn :0· 5% 0. 8%，P 0. 06%，S 0. 05% 0. 15%，Cr :0. 15% 0. 50%，Cu :0. 3% 0. 8%，Sn 0. 12%，Ni :0. 20% 0. 60%, Fe 余量。這種灰鑄鐵的生產工藝，包括以下步驟a)使用沖天爐或者電爐將混合的生鐵和鋼材熔化成鐵水，出爐溫度不低于1500 度，以保證鐵的純度。生鐵和鋼材的比例要使得制備的用來澆鑄的鐵水中的C的重量百分比含量為 3. 3. 4%，Mn 為 0. 5% 0. 8%，P 為 0% 0. 06%, S 為 0. 05% 0. 15%，若各元素含量低于以上標準可以通過添加增碳劑、錳鐵、增硫劑來進行調節，若含量較高，可以通過添加鋼材進行調節。使用沖天爐熔鐵時，生鐵的重量百分比含量可以為55% 65%，鋼材為35% 45%。也可以將一部分生鐵用回爐鐵替代，以節省生鐵并廢物利用，生鐵的重量百分比含量可以為25 % 35 %，鋼材為35 % 45 %，回爐鐵為25 % 35 %，回爐鐵即回收的灰鑄鐵廢料。電爐較易控制，使用電爐熔鐵時，生鐵的重量百分比含量可以為0% 35%，鋼材為 65% 100%。以上所述鋼材在實際生產中一般為廢鋼，即鋼制品制備過程中產生的邊角料、廢
P AjV PF[寸 οb)熔化的鐵水轉運到保溫電爐進行保溫，可根據澆注鑄件的種類選擇合適的保溫溫度，本發明的灰鑄鐵用于發動機氣缸，優選保溫溫度為1430度 1450度。c)出鐵水，同時進行爐前處理，使灰鑄鐵具有良好的鑄造性能，先將銅加入包底， 硅鋇、稀土硅鐵、鉻鐵、錫和鎳在出鐵水時隨流加入，優選隨流加入的時間不少于出鐵時間的50%，加入的銅可為電解銅，錫為電解錫，鎳為電解鎳。處理后的鐵水所含的重量百分比成分確保為C :3· 3. 4%，Si :1· 5% 2. 1%，Mn :0· 5% 0. 8%，P 0. 06%，S 0. 05% 0. 15%，Cr :0. 15% 0. 50%，Cu :0. 3% 0. 8%，Sn 0. 12%，Ni :0. 20% 0. 60%, Fe 余量。d)將爐前處理后的鐵水轉運到澆注機進行澆注。制成的灰鑄鐵鑄件金相組織達到石墨類型以A型為主，石墨片長4 6級，珠光體含量98%以上；鑄件性能達到鑄件本體抗拉強度薄壁處達到^OMPa以上，厚壁處達到 240MPa以上，本體硬度為190HB 240HB。用于發動機關鍵鑄件氣缸體、氣缸蓋，不產生縮孔，可以滿足高性能發動機的材質要求。實施例1 a)使用沖天爐將混合的生鐵、廢鋼和回爐鐵熔化成鐵水，生鐵的重量百分比含量為30%，鋼材為40%，回爐鐵為30%，出爐溫度1500度。b)熔化的鐵水轉運到保溫電爐進行保溫，保溫溫度為1440度。c)出鐵水，同時進行爐前處理，處理后的鐵水所含的重量百分比成分為C 3. 3%, Si 1. 7%, Mn 0. 6%, P 0. 03%, S 0. 09%, Cr 0. 3%, Cu 0. 5%, Sn 0. 08%, Ni 0. 4%, Fe :93%。 d)將爐前處理后的鐵水轉運到澆注機進行澆注。實施例2 a)使用電爐將混合的生鐵和廢鋼熔化成鐵水，生鐵的重量百分比含量為30%，鋼材為70%，出爐溫度1520度。b)熔化的鐵水轉運到保溫電爐進行保溫，保溫溫度為1450度。c)出鐵水，同時進行爐前處理，處理后的鐵水所含的重量百分比成分為C 3. 1%, Si 2. 0%, Mn 0. 5%, P 0. 04%, S 0. 07%, Cr 0. 19%, Cu 0. 6%, Ni
0. 3%, Fe 93. 2%。d)將爐前處理后的鐵水轉運到澆注機進行澆注。實施例3 a)使用沖天爐將混合的生鐵和廢鋼熔化成鐵水，生鐵的重量百分比含量為60%， 鋼材為40%，出爐溫度1550度。b)熔化的鐵水轉運到保溫電爐進行保溫，保溫溫度為1430度。c)出鐵水，同時進行爐前處理，處理后的鐵水所含的重量百分比成分為C 3. 4%, Si 1. 8%, Mn 0. 7%, P 0. 05%, S 0. 1%, Cr 0. 2%, Cu 0. 4%, Sn 0. 1%, Ni 0. 5%, Fe :92. 75%。d)將爐前處理后的鐵水轉運到澆注機進行澆注。對比例a)使用沖天爐將混合的生鐵、廢鋼和回爐鐵熔化成鐵水，生鐵的重量百分比含量為30%，鋼材為40%，回爐鐵為30%，出爐溫度1500度。b)熔化的鐵水轉運到保溫電爐進行保溫，保溫溫度為1440度。c)出鐵水，同時進行爐前處理，將銅加入包底，硅鋇、稀土硅鐵、鉻鐵和鉬鐵在出鐵水時隨流加入，處理后的鐵水所含的重量百分比成分為C 3. 4%, Si 1. 7%, Mn 0. 8%, P 0. 05%, S 0. 1%, Cr 0. 35%, Cu 0. 5%, Mo
0. 5%, Fe 92. 6%。
d)將爐前處理后的鐵水轉運到澆注機進行澆注。對實施例1-3和對比例制備的灰鑄鐵鑄件進行測試，結果如表1 表1灰鑄鐵鑄件的性能測試
權利要求
1.一種灰鑄鐵，其特征在于，包括以下重量百分比含量的元素C :3. 3. 4%，Si :1. 5% 2. l%，Mn :0. 5% 0. 8%，P 0. 06%，S :0. 05% 0. 15%, Cr 0. 15% 0.50%，Cu :0. 3% 0.8%，Sn 0. 12%，Ni :0. 20% 0.60%，!^e余量。
2.一種灰鑄鐵的生產工藝，其特征在于，包括以下步驟a)將生鐵和鋼材混合熔化成鐵水，出爐溫度不低于1500度；b)熔化的鐵水進行保溫，保溫溫度為1430度 1450度；c)出鐵水，同時進行爐前處理，將銅加入包底，硅鋇、稀土硅鐵、鉻鐵、錫和鎳在出鐵水時隨流加入，處理后的鐵水所含的重量百分比成分為C :3. 3. 4%，Si :1. 5% 2. ，Mn :0. 5% 0. 8%，P 0. 06%，S :0. 05% 0. 15%, Cr 0. 15% 0. 50%，Cu :0. 3% 0. 8%，Sn 0. 12%，Ni :0. 20% 0. 60%， Fe余量；d)將爐前處理后的鐵水進行澆注。
3.根據權利要求2所述的生產工藝，其特征在于，所述a)中使用沖天爐或電爐將生鐵和鋼材熔化。
4.根據權利要求3所述的生產工藝，其特征在于，使用沖天爐將生鐵和鋼材熔化時，重量百分比含量為生鐵55% 65%，鋼材 45%。
5.根據權利要求3所述的生產工藝，其特征在于，使用沖天爐將生鐵和鋼材熔化時，重量百分比含量為生鐵25 % ；35 %，鋼材；35 % 45 %，回爐鐵25 % ；35 %。
6.根據權利要求3所述的生產工藝，其特征在于，用電爐將生鐵和鋼材熔化時，重量百分比含量為生鐵0% ；35%，鋼材65% 100%。
7.根據權利要求2所述的生產工藝，其特征在于，所述c)中硅鋇、稀土硅鐵、鉻鐵、錫和鎳在出鐵水時隨流加入的時間不少于出鐵時間的50 %。
全文摘要
本發明提供一種灰鑄鐵，包括以下重量百分比含量的元素C3.1％～3.4％，Si1.5％～2.1％，Mn0.5％～0.8％，P0％～0.06％，S0.05％～0.15％，Cr0.15％～0.50％，Cu0.3％～0.8％，Sn0％～0.12％，Ni0.20％～0.60％，Fe余量。本發明在灰鑄鐵的生產過程中向鐵水加入銅、鉻、鎳、錫進行合金化，能夠避免使用鉬進行合金化所帶來的縮松傾向大的缺點，得到的灰鑄鐵鑄造性能優越，鑄件不產生縮孔，可以滿足目前高性能發動機關鍵鑄件氣缸體、氣缸蓋的材質要求；鎳和錫的價格低于鉬的價格，鑄件的成本較低。
文檔編號C22C33/08GK102181780SQ20111003408
公開日2011年9月14日 申請日期2011年1月31日 優先權日2011年1月31日
發明者喬進國, 劉慶義, 張敏之, 張行河, 房奪, 李娜, 李明, 許景峰 申請人:濰柴動力股份有限公司