專利名稱：一種蠕墨鑄鐵的制備方法
技術領域：
本發明涉及鑄鐵的加工領域，采用稀土鎂鈣蠕化劑及爐前含硫量控制技術生產蠕墨鑄鐵鑄件。具體涉及一種爐前鐵水包內噴粉控制鐵水含硫量，采用稀土鎂鈣蠕化劑對鐵水進行蠕化處理及二次孕育，制備高強度、高耐磨性蠕墨鑄鐵鑄件。
背景技術：
蠕墨鑄鐵是一種介于灰鑄鐵與球鐵間的新型工程材料，兼備了灰鑄鐵的鑄造性能和球墨鑄鐵的高強度、韌性好的應用性能。因此，該材料具備了良好的減振性、導熱性、耐磨性。可以廣泛地用于制造柴油發動機機體、缸蓋、缸套、剎車片、液壓閥及鋼錠模、玻璃模具。汽車工業的發展要求發動機的比功率(KW /排量.L)越來越大，導致發動機的工作溫度越來越高，發動機的熱負荷與機械負荷大幅度增加，傳統的合金灰鑄鐵及高強度鋁合金均不能滿足使用要求。具有良好鑄造性能，優良的導熱性能、耐磨性能及抗疲勞性能的蠕墨鑄鐵材料成為發動機設計者首選的新型工程材料。目前，蠕墨鑄鐵生產中存在穩定性差、蠕化率低、鐵素體含量高，抗拉強度低等問題，限制了蠕墨鑄鐵的廣泛應用。
發明內容
針對上述問題，本發明的目的在于提供一種蠕墨鑄鐵的制備方法，是采用自制稀土鎂鈣蠕化劑，控制鐵水含硫量，可穩定生產高強度、蠕化率> 85%的蠕墨鑄鐵鑄件。本發明的技術方案是通過以下方式實現的一種蠕墨鑄鐵的制備方法，以重量百分比計，其特征在于包括以下步驟
1)、原料選擇以常規的普通廢鐵熔化為鐵液，使鐵液的化學成分為C:3. 45 3. 6%、Si :1. 45 I. 7%、Mn :0. 7 I. 0%、磷 P 0-0. 07%、硫 S :0. 06 0. 08%、其余為鐵；
2)、預處理將0.4 0. 7%的CaC2粉體裝于空心“T”型耐火材料管內，將“T”管插入鐵水包內，使其按60 80rad / min速度旋轉,進行機械攪拌方法,攪拌時間2 4min,使含硫量控制在0. 03 0. 04% ;
3)、配置稀土鎂鈣蠕化劑取Re10 13%、Ca 3 5%、Mg 3 5%、Si :43 47%、Cr 1 3%、Cu 3 5%,Ti 0 1%、其余為鐵；
4)、蠕化處理將鐵水溫度控制在1440 1450°C，加入占鐵液重量I.0 I. 2%的稀土鎂鈣蠕化劑和0. 3 0. 5% 75硅鐵孕育劑，出鐵槽沖入法孕育，鐵水重量波動±5% ;
5)、爐前試樣和快速金相檢驗采用爐前試樣和2 3分鐘快速金相檢驗鐵水蠕化效果，爐前試樣尺寸為0 20mm，使蠕化率彡85%。所述的聲音清脆、斷口呈凹凸、顏色由黑灰色與銀灰色網紋組成，則蠕化率符合要求；
所述的聲音清脆，斷口呈銀灰色底和少量細小黑色點組成，則球狀石墨較多，補力口10 15%鐵液量，以達到蠕化率；所述的斷口由銀灰色底和均勻分布的較大黑點組成，則表示出現較多片狀石墨，補加0. 2 0. 5%蠕化劑，達到蠕化率；
6)、扒渣覆蓋采用占鐵水重量0. 2-0. 3%的珍珠巖除渣劑進行扒渣I 2次，用0. 2 0.3%珍珠巖保溫覆蓋劑在鐵水表面形成35 40_厚的保溫覆蓋層，防止包內鐵水快速降溫及蠕化元素的自然逸出。7)、二次孕育加入占鐵水重量0. 15 0.3%的75硅鐵孕育劑，孕育溫度控制在1370 1380°C。8)、澆注蠕化處理后，在16 17分鐘時間內將鐵水澆注完畢。本發明的有益效果鐵水經過預處理后，含硫量可以控制在0. 03 0. 04%，用稀土鎂鈣蠕化劑蠕化處理，75鐵硅合金二次孕育處理后，制備的蠕墨鑄鐵蠕化率>85%、基體中珠光體含量彡50%、蠕鐵抗拉強度Gb彡420 Mpa、硬度HB175 210、延伸率 8^1. 5%。
具體實施例方式一種蠕墨鑄鐵的制備方法，以重量百分比計，包括以下步驟
I、原料選擇以常規的普通廢鐵熔化為鐵液，使鐵液的化學成分為C :3. 45 3. 6%、Si :1. 45 I. 7%,Mn :0. 7 I. 0%、磷 P :0-0. 07%、硫 S :0. 06 0. 08%、其余為鐵。2、預處理將0. 4 0. 7%的CaC2粉體裝于空心“T”型耐火材料管內，將“T”管插入鐵水包內，使其按60 80rad / min速度旋轉,進行機械攪拌方法,攪拌時間2 4min,使含硫量控制在0. 03 0. 04%。3、配置稀土鎂鈣蠕化劑取Re :10 13%、Ca :3 5%、Mg :3 5%、Si :43 47%,Cr 1 3%、Cu 3 5%、Ti 0 1%、其余為鐵。稀土鎂鈣蠕化劑中還加入Cr、Cu可以將蠕化與微合金化結合，提高和穩定蠕墨鑄鐵基體中珠光體含量。4、蠕化處理將鐵水溫度控制在1440 1450°C，加入占鐵液重量I. 0 I. 2%的稀土鎂鈣蠕化劑和0. 3 0. 5% 75硅鐵孕育劑，出鐵槽沖入法孕育，鐵水重量波動±5%。5、爐前試樣和快速金相檢驗采用爐前試樣和2 3分鐘快速金相檢驗鐵水蠕化效果，爐前試樣尺寸為020mm:當聲音清脆、斷口呈凹凸、顏色由黑灰色與銀灰色網文組成，則蠕化率彡85%；當聲音清脆，斷口呈銀灰色底和少量細小黑色點組成，則球狀石墨較多，補加10 15%鐵液量，以達到蠕化率彡85%;當斷口由銀灰色底和均勻分布的較大黑點組成，則表示出現較多片狀石墨，補加0. 2 0. 5%蠕化劑，使蠕化率彡85%。6、扒渣覆蓋采用占鐵水重量0. 2-0. 3%的珍珠巖除渣劑進行扒渣I 2次，用
0.2 0. 3%珍珠巖保溫覆蓋劑在鐵水表面形成35 40_厚的保溫覆蓋層，防止包內鐵水快速降溫及蠕化元素的自然逸出。7、二次孕育加入占鐵水重量0. 15 0. 3%的75硅鐵孕育劑，孕育溫度控制在1370 1380°C。8、澆注蠕化處理后，在16 17分鐘時間內將鐵水澆注完畢。實例以蠕墨鑄鐵缸套與硼磷合金鑄鐵缸套裝車對比試驗。將蠕墨鑄鐵和硼磷缸套分別安裝在同型號柴油運輸車上，運輸載荷超載30%，運行3000小時，檢測缸套磨損量。蠕墨鑄鐵缸套磨損量為0. 085 0. 093mm，根據允許的極限磨損量數據，預計蠕墨鑄鐵缸套可運行6000小時左右；硼磷鑄鐵缸套磨損量為0. 13 0. 15 _，預計可以運行4500小時左
右。相比較，蠕墨鑄鐵缸套裝車運行壽命可提高近40%。
權利要求
1.ー種蠕墨鑄鐵的制備方法，以重量百分比計，其特征在于包括以下步驟 1)、原料選擇以常規的普通廢鐵熔化為鐵液，使鐵液的化學成分為C:3. 45 3. 6%、Si :1· 45 I. 7%、Mn :0· 7 I. 0%、磷 P 0-0. 07%、硫 S 0. 06 O. 08%、其余為鐵； 2)、預處理將O.4 O. 7%的CaC2粉體裝于空心“T”型耐火材料管內，將“T”管插入鐵水包內，使其按60 80rad / min速度旋轉,進行機械攪拌方法,攪拌時間2 4min,使含硫量控制在O. 03 O. 04% ; 3)、配置稀土鎂鈣蠕化劑取Re:10 13%、Ca :3 5%、Mg :3 5%、Si :43 47%、Cr 1 3%、Cu 3 5%,Ti 0 1%、其余為鐵； 4)、蠕化處理將鐵水溫度控制在1440 1450°C，加入占鐵液重量I.O I. 2%的稀土鎂鈣蠕化劑和O. 3 O. 5% 75硅鐵孕育劑，出鐵槽沖入法孕育，鐵水重量波動±5% ; 5)、爐前試樣和快速金相檢驗采用爐前試樣和2 3分鐘快速金相檢驗鐵水蠕化效果，爐前試樣尺寸為Φ 20mm，使蠕化率彡85% ； 6)、扒渣覆蓋采用占鐵水重量O.2-0. 3%的珍珠巖除渣劑進行扒渣I 2次，用O. 2 O.3%珍珠巖保溫覆蓋劑在鐵水表面形成35 40_厚的保溫覆蓋層，防止包內鐵水快速降溫及蠕化元素的自然逸出； 7)、二次孕育加入占鐵水重量O.15 O. 3%的75硅鐵孕育劑，孕育溫度控制在1370 1380°C ； 8)、澆注蠕化處理后，在16 17分鐘時間內將鐵水澆注完畢。
2.根據權利要求I所述的ー種蠕墨鑄鐵的制備方法，其特征在于所述的步驟5)中快速金相檢驗鐵水蠕化效果是所述的聲音清脆、斷ロ呈凹凸、顔色由黑灰色與銀灰色網紋組成，則蠕化率符合要求。
3.根據權利要求I所述的ー種蠕墨鑄鐵的制備方法，其特征在于所述的步驟5)中快速金相檢驗鐵水蠕化效果是所述的聲音清脆，斷ロ呈銀灰色底和少量細小黑色點組成，則球狀石墨較多，補加10 15%鐵液量，以達到蠕化率。
4.根據權利要求I所述的ー種蠕墨鑄鐵的制備方法，其特征在于所述的步驟5)中快速金相檢驗鐵水蠕化效果是所述的斷ロ由銀灰色底和均勻分布的較大黑點組成，則表示出現較多片狀石墨，補加O. 2 O. 5%蠕化劑，以達到蠕化率。
全文摘要
一種蠕墨鑄鐵的制備方法，以重量百分比計，其特征在于包括以下步驟1)原料選擇；2)預處理；3)配置稀土鎂鈣蠕化劑；4)蠕化處理；5)爐前試樣和快速金相檢驗；6)扒渣覆蓋；7)二次孕育；8)澆注；本發明，鐵水經過預處理后，含硫量可以控制在0.03～0.04％，用稀土鎂鈣蠕化劑蠕化處理，75鐵硅合金二次孕育處理后，制備的蠕墨鑄鐵蠕化率≥85％、基體中珠光體含量≥50％、蠕鐵抗拉強度σb≥420Mpa、硬度HB175～210、延伸率δ≥1.5％。
文檔編號C22C33/10GK102676906SQ201210204660
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月20日 優先權日2012年6月20日
發明者付明喜, 張軍中, 范萃常, 荊澤平 申請人:丹陽市錦雄機械制造有限公司