[发明专利]一种非合金化、高强度灰铸铁生产液压铸件的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非合金化、高强度灰铸铁生产液压铸件的制备方法，尤其是一种生产高强度灰铸铁HT250、HT300的制备方法，属于材料技术领域。

背景技术

灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁，因断裂时断口呈暗灰色，故称为灰铸铁。要成分是铁、碳、硅、锰、硫、磷，是应用最广的铸铁，其产量占铸铁总产量80%以上，其中HT250、HT300为珠光体类型的灰铸铁。具有较高的强度、较好的耐磨性以及减振性能，因此，该材料广泛地用于制造发动机缸体、缸盖以及机床等箱体类结构零件。但其白口倾向大，铸造性能差，需进行人工时效处理。目前，制备HT250、HT300的高强度铸铁材料时，为稳定材料性能，一般均采用单一或者同时加入铜、铬合金元素。但是在非合金化条件下制备HT250、HT300高强度铸铁时存在性能稳定性低的问题。

而申请号为201310635061.0《一种高强度灰铸铁材料制备方法》的申请文件，虽然也提供了一种高强度灰铸铁材料制备方法，但是其炉料含碳量高，无法为增碳处理留出空间，无法降低过冷度，综合性能不高。同时，该申请也未规定铸件冷却时间，极易造成铸件组织结构波动大，质量不稳定，导致铸件的致命性、加工性都无法保证。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷，提出一种稳定生产高强度灰铸铁液压铸件的制备方法，从而稳定获得高强度灰铸铁液压铸件HT250、HT300。

本发明通过以下技术方案解决技术问题：一种非合金化、高强度灰铸铁生产液压铸件的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、：步骤一、对HT250液压转向器阀体铸件及HT300液压马达阀体铸件所需的化学成分进行配比，并确定各元素之间相互关系：HT250液压转向器阀体铸件含有以下质量百分比的化学成分：C：3.15～3.25%，Si：2.10～2.20%，Mn：0.80～0.90%，P＜0.1%，S：0.08～0.12%，CE：3.86～3.94%，其余为Fe；所述ω(Si)/ω(C)：0.68～0.69，Si-Mn的差值为1.3，孕育硅与总硅的比值：ω(Si孕)/ω(Si终)为0.2～0.3；所述HT300液压马达阀体铸件含有以下质量百分比的化学成分：C：3.10～3.20%，Si：2.10～2.20%，Mn：0.85～0.95%，P＜0.1%，S：0.08～0.12%，CE：3.86～3.94%，其余为Fe；所述ω(Si)/ω(C)：0.68～0.69，Si-Mn的差值为1.25，孕育硅与总硅的比值：ω(Si孕)/ω(Si终)为0.25～0.35；

步骤二、采用中频感应电炉进行熔炼：选用废钢炉料及回炉料，将回炉料放置于炉底，废钢料放置于回炉料上，在炉料熔化不同程度时，分别加入石墨化增碳剂进行增碳处理及加入碳化硅进行增硅处理，并对铁液进行静置处理；

步骤三、静置后的炉料进行炉前铁水转运包冲兑合金及废钢：根据包内铁液量依次放入混合孕育剂、硅铁合金及高碳锰铁合金，之后再放入无锈碳素废钢；

步骤四、对铁液进行三级孕育处理：，一级孕育炉前转运包内使用混合孕育剂，二级孕育浇铸包内及三级孕育浇铸随流均使用硅铁孕育剂；

步骤五、完成三级孕育后，铸件在温度为1320℃～1380℃时进行浇铸；且在自动造型线型内冷却时间为90～120分钟，根据环境温度工件大小来确定，出型温度≤500℃；

步骤六、铸件最终经落砂、清理、打磨、检测后出厂。

进一步的，前述的非合金化、高强度灰铸铁生产液压铸件的制备方法，步骤二中，废钢炉料为碳素废钢，所述碳素废钢含有以下质量百分比的化学成分：C：0.2%，S：0.2%，Mn：0.4%，所述废钢炉料与回炉料占炉料的比值分别为80%、20%；

所述石墨化增碳剂在炉料熔化三分之一时加入至炉料中部；所述石墨化增碳剂的重量分别为：铸造HT250时，所述石墨化增碳剂的加入量为废钢炉料量×2.76%；铸造HT300时，所述碳化硅的加入量为废钢炉料量×2.74%；

所述碳化硅在炉料熔化三分之二时（说明书中为炉料熔化过半时）加入至炉料中部，所述碳化硅（含量85%）的加入量分别为：铸造HT250时，所述碳化硅的加入量为废钢炉料量×2.34%；铸造HT300时，所述碳化硅的加入量为废钢炉料量×2.19%。

且，炉料在1510℃高温中熔炼，并静置3～5分钟后，温度降至1490℃时出铁。