[发明专利]一种中薄壁铸态无镍低温球墨铸铁熔炼方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种中薄壁铸态无镍低温球墨铸铁熔炼方法，属于球墨铸铁熔炼技术领域。

背景技术

目前，低温球墨铸铁件主要分为厚大铸件即壁厚≥60mm，与中薄壁铸件即壁厚20-60mm等两种，厚大铸态低温球墨铸铁铸件在大型风电产品中已广泛应用，生产出了无镍的铸态低温铸铁产品。而中薄壁低温球墨铸铁产品尤其是薄壁铸件，在铸态条件下很难达到常温性能、低温性能及金相全部合格的要求，因此大都需要进行高温石墨化退火才能达到交货要求，既降低了生产效率也提高了生产成本，且对于结构复杂的中薄壁件在退火过程中容易变形而造成报废。

发明内容

本发明的目的是提供一种中薄壁铸态无镍低温球墨铸铁熔炼方法，铸铁产品在铸态条件下获得常温力学性能、低温力学性能，大大降低生产成本及生产周期，提高生产效率。

本发明为达到目的技术方案是：一种中薄壁铸态无镍低温球墨铸铁熔炼方法，其特征在于：所述的中薄壁铸态无镍低温球墨铸铁的化学组成，以质量百分比计，3.5%-4.1%C、1.7%-2.2%Si、0.10%-0.25%Mn、P≤0.035%、S≤0.020%、0.015%-0.030%Re、0.025%-0.045%Mg、0-0.20%Cu、残余元素＜0.1%及余量的Fe，

⑴、炉料配制：按中薄壁铸态无镍低温球墨铸铁的化学组成称取所需量的生铁、废钢、石墨增碳剂、锰铁以及硅铁和铜；

⑵、熔炼：先将石墨增碳剂加入中频炉内，然后加入生铁，待炉料熔清后开始加入废钢，当全部炉料熔清后撒聚渣剂进行铁水扒渣，在熔炼温度达到1560-1600℃进行高温静置、除渣，再加入锰铁、硅铁及铜，待铁水达至1480-1500℃时，将铁水倒入浇包；

⑶、球化及孕育处理：将炉内铁水直接冲入浇包内对铁水进行预处理孕育，当炉内铁水一次性出铁至2/3时，在铁水流正上方加入铁水总量0.4%-0.56%的出铁随流孕育剂，进行出铁随流孕育，得到球化及孕育处理后的铁水，在铁水表面进行搅拌扒渣，当铁水温度至浇注温度1360-1420℃时进行浇注；其中，按质量百分比计，先将铁水总量0.9%-1.3%的低稀土镁硅球化剂和铁水总量0.1%-1.2%的晶体型增碳剂经搅拌混合均匀后加入浇包的球化包坑内捣实压紧，再在上面加入铁水总量0.2%-0.28%的包底孕育剂，在包底孕育剂上覆有铁水总量1%-5%的覆盖剂，在浇包的球化堤坝坑另一侧包坑内加入铁水总量0.3%-0.42%的预处理剂；

⑷、浇注和保温处理：将球化及孕育处理后的铁水浇铸在铸型中，浇注过程在铁水流正上方加入铁水总量0.10%-0.20%的浇注孕育剂进行浇注随流孕育，或将取铁水总量0.10%-0.20%的浇注孕育剂直接放置在直浇道底座内进行型内孕育，浇注结束后，待铸型自然冷却至温度≤300℃，开箱落砂清理，制得中薄壁铸态无镍低温球墨铸铁。

本发明选择铸件合适范围的成分进行合理的炉料配制，对炉料配制、熔炼、球化及孕育处理及浇注和保温处理过程中工艺参数的进行合理控制，采用低稀土镁硅球化剂和石墨增碳剂进行冲入法复合球化及复合后孕育处理，改变石墨球的数量、大小、形态和分布，大幅度提高单位面积石墨球数，提高石墨球圆整度和球化率，获得成分为：C：3.5%-4.0%、Si：1.7%-2.2%、Mn：0.10%-0.25%、P：≤0.035%、S：≤0.020%、Re：0.015%-0.030%、Mg：0.025%-0.045%、Cu：0-0.20%、残余元素＜0.1%及其余为铁的铸态低温球铁材质，提高了铸件的致密性，本发明的铸件成分中加入铜成分后，可进一步细化晶粒提高韧性，促进共晶石墨化，增加共晶团数并细化石墨球，在球墨铸铁基本相同的化学成分，石墨级别为可提高一级，-20℃与-40℃的低温冲击吸收功有所提高。采用本发明的熔炼方法，其球化率大于90%，石墨球径级别为6-7级，使中薄壁低温球墨铸铁件满足常温性能、低温性能及金相全部合格的要求，该铸件常温力学性能Rm＞400Mpa、伸长率A＞18%、-20℃＞13J、-40℃＞10J、铁素体F含量≥90%，无碳化物。通过本发明的熔炼方法而获得的低温球墨铸铁件不需要进行高温石墨化退火（＞700℃），对于复杂中薄壁件仅需进行低温去应力退火（＜550℃），对于简单中薄壁件不需要退火，从而大大降低生产成本及生产周期。可适用于在低温条件下使用的铸件，如风电产品、电机产品、工程机械、采掘矿山业、机车车辆及高寒恶劣地处条件下铸件产品。

附图说明

下面结合附图对本发明的实施例作进一步的详细描述。