[发明专利]一种球墨铸铁的生产方法

说明书

技术领域

本发明属于机械铸造领域，特别涉及一种球墨铸铁的生产方法。

背景技术

球墨铸铁是铸铁中全部或者大部分石墨呈现球状的一种铸铁，由于球墨铸铁的强度、塑性、韧性高，疲劳强度接近中碳钢，耐磨性优于非合金钢，噪音小，切削性能可与灰铸铁相媲美，因此，球墨铸铁在汽车发动机零件上得到越来越广泛的应用；发动机正时齿轮是发动机中的重要零件之一，质量好的发动机正时齿轮，其噪音很小，且使用寿命长。目前，中小型汽车一般均选用中等强度的球墨铸铁，如QT500-7等。

目前，由于世界各国均在研究一种新型奥-贝球铁，从而导致优质铸造生铁作为新型奥-贝球铁的重要原材料而价格不断上升；同时还由于部分优质铸造生铁企业新建铸造、炼钢车间，需要大量的铸造生铁材料，更使优质生铁供不应求。为合理利用本地资源、降低制造成本和提高中等强度球墨铸铁熔炼技术，解决以往采用高磷、高硫生铁导致球化等级达不到要求的问题，技术人员对相对低廉的高磷、高硫生铁作为原材料生产球墨铸铁进行了研究。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用高磷、高硫生铁作为原材料生产球墨铸铁的新的生产方法，采用该方法生产出的球墨铸铁各项性能指标均符合国家标准。

一种生产球墨铸铁的方法，该方法为在高硫、高磷生铁中配入废钢、回炉铁等进行熔炼，通过在铁液中加入合金元素Sb、Ba，获得球墨铸铁铁液化学成份如下：

C：3.3～3.45％、Si：2.25～2.35％、Mn：0.35～0.45％、P：0.05～0.06％、S：0.03～0.04％、Mg：0.02～0.03％、RE：0.01～0.02％、Ba：0.005～0.01％、Sb：0.003～0.008％、余量为Fe。

本发明的优选方案，球墨铸铁铁液化学成份如下：

C：3.43％、Si：2.32％、Mn：0.42％、P：0.057％、S：0.032％、Mg：0.028％、RE：0.012％、Ba：0.008％、Sb：0.005％、余量为Fe。

采用本发明生产球墨铸铁不仅为制造球墨铸铁寻求了新的合金元素，而且还改善了因原材料改变造成的球化和孕育质量，在保持原有抗拉强度、延伸率的基础上，无须热处理，并且可以大幅度降低制造成本，合理利用资源，满足中等强度球墨铸铁的性能和使用。

具体实施方式

在铸造行业，球墨铸铁的主要原材料是生铁，生铁的产地不同，其组份和含量也不同。优质铸造生铁生产出的球墨铸铁质量好，但成本较高。技术人员通过研究，利用本地的高磷、高硫生铁作为原材料，经过工艺处理，同样也能生产出符合国家标准要求的球墨铸铁。

在生产球墨铸铁的过程中，将优质生铁改为本地生产的高硫、高磷生铁，配入废钢、回炉铁等进行熔炼，通过在铁液中加入合金元素Sb、Ba，获得球墨铸铁铁液化学成份如下：

C：3.3～3.45％、Si：2.25～2.35％、Mn：0.35～0.45％、P：0.05～0.06％、S：0.03～0.04％、Mg：0.02～0.03％、RE：0.01～0.02％、Ba：0.005～0.01％、Sb：0.003～0.008％、余量为Fe。

在生产过程中，技术人员发现球墨铸铁铁液化学成份如下时，生产出的球墨铸铁的性能指标最优：

C：3.43％、Si：2.32％、Mn：0.42％、P：0.057％、S：0.032％、Mg：0.028％、RE：0.012％、Ba：0.008％、Sb：0.005％、余量为Fe。

Sb、Ba在球铁液中的作用如下：Ba在铁液中不仅有均匀、细化组织的作用，还能起到脱硫、脱磷的作用，净化铁液，由于用量少，价格便宜，在球铁中加入少量的Ba有利于改善球墨铸铁的硬度分散性和疲劳扩散性，这样处理后的球墨铸铁球化等级不低于4级，珠光体含量约60％。

采用本发明生产的QT500-7，各项性能指标均符合国家标准。现已成功应用于汽车发动机正时齿轮，其性能稳定可靠，经热处理后抗拉强度达到770MPa，延伸率28％，硬度263左右，完全可以代替普通碳钢铸件或锻件。

本发明球墨铸铁的生产方法与现有技术相比具有如下优异效果：采用本发明的球墨铸铁生产方法，在保持原有抗拉强度和球化等级的基础上，以本地生产的高磷、高硫生铁代替新疆、本溪优质铸造生铁作为原材料生产球墨铸铁，大幅度降低优质原材料在熔炼中等强度牌号球铁中的使用，通过在铁液中加入合金元素Sb、Ba，采用二次孕育保障铸态达到性能要求，节省能耗，合理利用资源，降低了生产成本。