[发明专利]高硅钼球墨铸铁材料的制备方法及高硅钼球墨铸铁材料

说明书

技术领域

本发明涉及种球墨铸铁材料的制备技术领域，尤其涉及一种高硅钼球墨铸铁材料的制备方法及高硅钼球墨铸铁。

背景技术

关于高硅钼材料，目前国内已有企业和高校对其进行了深入地研究，例如公开号为CN102978507A的发明专利中，采用了三次孕育，即球化包内孕育处理、铁水从球化包向浇注包倒包时进行倒包孕育、浇注时进行随流孕育，虽然可以保证不同壁厚处的球化率≥90%，可以消除舌尖处的显微缩松，但是使用了倒包孕育，增加了生产工序，而且该专利中为了提高石墨圆整度、消除碎化石墨，在倒包孕育时加入Sn、Sb微合金元素，不仅增加了生产工序，而且增加了生产成本。

发明内容

有必要提出一种不需要倒包孕育、不加入Sn、Sb微合金元素的高硅钼球墨铸铁材料的制备方法。

还有必要提出一种高硅钼球墨铸铁材料。

一种高硅钼球墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）原材料称取：用电子称称取原材料待用，按照重量百分比分别称取生铁60%、废钢17%、机铁23%、硅铁2.2%、钼铁1.0%；

（2）熔炼：将称取好的原材料按照废钢、机铁、生铁的顺序依次加入中频电炉熔炼，待废钢、机铁、生铁均熔化为铁液后，加入硅铁和钼铁，待硅铁和钼铁完全融入铁液中，取样检测铁液的化学成份和铁液的过冷度；

（3）变质：在浇注包底的球化反应室内放置球化剂，在球化剂的上面放置0.3%～0.4%的长效孕育剂，将出铁至浇注包的铁液达到30%时，加入0.5%的长效孕育剂进行随流孕育，出铁完成后在铁液浇注之前，加入0.1%-0.2%的长效孕育剂进行瞬时孕育；

（4）成份检测：对变质处理后的铁液检测其化学成份满足：按照各成份所占铁液的重量百分比，碳：3.3%～3.5%、硅：3.4%～3.6%、锰≤0.5%、磷≤0.05%、硫：0.006%～0.012%、镁：0.04%～0.06%、钼：0.4%～0.6%、余量为铁。

一种高硅钼球墨铸铁材料，所述高硅钼球墨铸铁材料的化学成份为：碳：3.3%～3.5%、硅：3.4%～3.6%、锰≤0.5%、磷≤0.05%、硫：0.006%～0.012%、镁：0.04%～0.06%、钼：0.4%～0.6%、余量为铁，高硅钼球墨铸铁材料的抗拉强度≥460Mpa、屈服强度≥350Mpa、延伸率≥10%。

本发明采用合理的生产工艺，选取适当的碳和硅，使材料在铸态下保证95%以上的铁素体，避免出现过多的渗碳体，适量的钼保证材料有足够的抗拉强度和屈服强度；通过合理的控制化学成份，充分发挥了各元素之间在不同环境下的作用，使得所生产的高硅钼球墨铸铁材料的抗拉强度≥460Mpa、屈服强度≥350Mpa、延伸率≥10%，由于合理的参数搭配和复合型熔炼工艺设计，使此材料在满足了铁素体基体材料的前提下，降低了制作成本和加工费用，实现了节能环保。

附图说明

图1为高硅钼球墨铸铁材料的试样一的球化率图。

图2为高硅钼球墨铸铁材料的试样一的金相组织图。

图3为高硅钼球墨铸铁材料的试样二的球化率图。

图4为高硅钼球墨铸铁材料的试样二的金相组织图。

具体实施方式

本发明的高硅钼球墨铸铁材料用于涡轮机高温部件的铸造。

高硅钼球墨铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）原材料称取：用电子称称取原材料待用，按照重量百分比分别称取生铁60%、废钢17%、机铁23%、硅铁2.2%、钼铁1.0%。

硅及钼的合理选取非常关键，硅是促进石墨化的元素，钼是反石墨化的元素，硅含量高有助于稳定铁素体，但同时增加了铸件的脆性；钼能够细化晶粒和石墨、提高铸铁的强度、热疲劳抗力和抗高温蠕变能力。

本发明选用的硅铁的硅含量为60%～75%，钼铁中的钼含量为50%～60%，选取高纯生铁，以增加铁水纯净度及形核能力，同时使用23%的机铁，此比例的机铁是回收球墨铸铁时可回收利用的机铁的量，从而有利于能源节约。

（2）熔炼：将备好的原材料按照废钢、机铁、生铁的顺序依次加入中频电炉熔炼，先加入废钢，目测废钢熔化成为液体后加入机铁，待机铁熔化为液体后加入生铁，待生铁熔化后得到铁液，然后加入硅铁和钼铁，待硅铁和钼铁完全融入铁液中，取样抽测铁液的化学成份和铁液的过冷度。