[发明专利]一种新型铸态500-7球墨铸铁

说明书

技术领域

本发明涉及铸铁材料技术领域，尤其涉及一种新型铸态500-7球墨铸铁。

背景技术

球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。

采用铸态工艺生产球墨铸铁，能减少设备投资，简化生产工艺，节省工时、节约能源，避免热处理过程的变形及氧化，因此，在工业发达国家应用相当普遍，在国内铸态球铁产量也不断提高。随着工业的发展，人们对球墨铸铁的综合性能要求越来越高，通过试验，成功研制出铸态500-7球墨铸铁。

关于铸态500-7球墨铸铁的制备，现有技术中已有报道。如中国发明专利（公开号：CN102489690A）涉及一种铸态非合金化生产QT500-7汽车发动机主轴承盖方法，该方法选用质量百分比含量为碳3.65-3.85%、硅1.2-1.6%、锰≤0.3%、磷≤0.1%以及硫≤0.025%的原铁水，采用铁型覆砂的造型方式，铁水经球化处理后进行浇注，利用铁型对铸件的快速冷却及铸件在型腔内凝固后在共析线以上的温度对其进行退火。虽然该方法制得的铸态500-7球墨铸铁性能方面较为良好，但是该方法中硅只有1.2-1.6%，含量低，石墨细小但是数量少，铁素体含量低，且流动性稍差；而且该方法采用铁型覆砂的造型方式，然后利用铁型对铸件的快速冷却及铸件在型腔内凝固后铸件在共析线以上的温度对铸件进行退火，工艺复杂，生产时其砂型采用热芯盒方法热固化，需要一定的温度和时间，煤耗较大，且影响铁型覆砂的生产效率，不利于大批量生产。

发明内容

本发明针对现有技术所存在的缺陷，提供一种强度、硬度、流动性等性能优异，在铸态情况下获得高铁素体含量且和珠光体混合基体的新型铸态500-7球墨铸铁。

本发明的上述目的可通过下列技术方案来实现：一种新型铸态500-7球墨铸铁，该球墨铸铁包括以下质量百分比成分：C：3.5%-3.7%，Si：2.2%-2.4%，Mn：0.08%-0.15%，P：0.045%-0.05%，S：0.01%-0.015%，Re：0.018%-0.02%，Mg：0.05%-0.055%，Cu：0.45%-0.48%，余量为Fe以及不可避免的微量元素，原料为焦炭、石灰石、新生铁、回炉铁、废钢以及铁合金。

本发明新型铸态500-7球墨铸铁主要构成元素为：C、Si、Mn、P、S、Re、Mg、Cu、Fe以及不可避免的微量元素。C、Si、Mn、P、S是球墨铸铁常存五元素，在这基础上本发明加入了Re、Mg保证石墨成球，还加入了Cu提高新型铸态500-7球墨铸铁抗拉强度和屈服强度，提高了Si含量，增加了石墨量，提高了球墨铸铁的流动性，且各元素质量百分比合理，制备得到的新型铸态500-7球墨铸铁强度高、硬度大、性能优越。而且上述元素的原料来自于焦炭、石灰石、新生铁、回炉铁、废钢以及铁合金，循环利用回炉铁，生产成本低廉。

其中碳可以促进镁的吸收，改善球化、提高石墨球的圆整度；提高铁液的流动性，减少铸件的缩松缺陷；能够促进石墨化，减小白口倾向。但是，过高的碳又容易产生石墨飘浮，使铸件综合性能降低。所以，C含量控制在3.5%-3.7%，能使新型铸态500-7球墨铸铁性能达到最佳。

硅能明显促进石墨化，减小白口倾向，增加铁素体，改善球铁塑性，可以固溶强化铁素体，使屈服点和硬度提高。但是，硅显著增加球铁韧-脆转变温度，并且当硅增加到一定含量以后，球铁的脆性随其含量的增加而明显增加。对于本发明的新型铸态500-7球墨铸铁，由于是铁素体和珠光体混合基体，Si含量要控制2.2%-2.4%，从而既能获得一定量的铁素体，又能利用Si对铁素体的固溶强化作用，获得珠光体和固溶强化后的铁素体，而且还能改善铸件的流动性。

锰是稳定珠光体元素，可以提高强度和硬度，降低塑性和韧性；但锰易产生偏析，锰量过多，易在共晶团边界形成碳化物，降低铸件的力学性能，对厚大铸件更为严重，需控制在0.08%-0.15%的较低范围之内。

硫与镁、稀土亲和力很强，消耗铁液中的球化元素，形成MgS、RES渣，降低球化率；硫越高，消耗球化剂越多，因此铁液含硫量高是造成球化元素残留量少而导致球化不良的主要原因；另外，含硫量高还容易产生夹渣、皮下气孔等缺陷，所以在球铁的生产中含硫量多少对稳定生产、提高质量极为关键，应该严格控制，本发明主要靠选用低硫新生铁来保证含硫量控制在0.01%-0.015%。