[发明专利]一种高强度高韧性球磨铸铁及其制作方法

说明书

技术领域

本发明属于铸造技术领域，涉及一种球磨铸铁，特别是涉及一种高强度高韧性球磨铸铁及其制作方法。

背景技术

铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。铸铁可分为：灰口铸铁、白口铸铁、可锻铸铁、球磨铸铁、蠕墨铸铁以及合金铸铁。

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，其有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。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。

从球磨铸铁的国家标准中可以看出：随着抗拉强度的升高，伸长率下降的很快，抗拉强度大于600MPa 以上时，需进行正火热处理才能获得且伸长率依然很低。

发明内容

本发明为了解决传统球磨铸铁件随着抗拉强度升高，伸长率下降较快等不足，提供一种高强度高韧性球磨铸铁及其制作方法，在不增加额外的加工工序以及加工成本的条件下，获得较高的强度和韧性，能满足高要求场合的使用。

本发明的技术方案是：一种高强度高韧性球磨铸铁及其制作方法，其特征在于：由如下质量百分比的原料组成，C 3.8%、Si 2.7%、Mn≤0.35%、P≤0.05%、S≤0.03%、Mg≤0.035%、RE ≤0.02%、其余为铁水和杂质。

一种高强度高韧性球磨铸铁的制作方法包括如下制作步骤：

(1)选用500kg 中频电炉进行熔炼，采用纯净的低碳钢并通过含碳量为90% 的增碳剂进行增碳来制作原铁水，原铁水升至1500℃时关掉电源静置进行3次造渣处理；

(2)用测温仪测温，原铁水温度控制在1400℃时进化球化处理，加入重量份数为铁水0.5% 的FeSimg6RE2，搅拌10分钟；

(3)加入重量份数为铁水0.15% 的FeSimg6RE2，搅拌20 分钟；

(4)加入重量份数为铁水0.25% 的75SIFE、重量份数为铁水0.4%的75SiBa、重量份数为铁水0.2% 的75SiBa，搅拌30 分钟。

本发明的有益效果为：本发明提出的一种高强度高韧性球磨铸铁及其制作方法，组分新颖，制作过程合理清晰，本发明在抗拉强度≥600MPa时伸长率≥10%，抗拉强度和屈服强度比常规孕育提高30% 左右，伸长率提高45% 左右，硬度提高15% 左右，对基体的割裂作用大大降低，使基体的利用率大大提升，复合二次孕育改变了球磨铸铁的凝固方式，无需进行正火或退火热处理即可铸态获得高强度或高韧性的球磨铸铁，节约了大量的热处理费用。可替代形状复杂，热节多的铸钢材质的零件，既提高了工艺出品率，又无需热处理，大大降低了生产成本。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明：

一种高强度高韧性球磨铸铁，由如下质量百分比的原料组成：C 3.8%、Si 2.7%、Mn≤0.35%、P≤0.05%、S≤0.03%、Mg≤0.035%、RE ≤0.02%、其余为铁水和杂质。

一种高强度高韧性球磨铸铁的制作方法，包括如下制作步骤：

(1)选用500kg 中频电炉进行熔炼，采用纯净的低碳钢并通过含碳量为90% 的增碳剂进行增碳来制作原铁水，原铁水升至1500℃时关掉电源静置进行3次造渣处理；

(2)用测温仪测温，原铁水温度控制在1400℃时进化球化处理，加入重量份数为铁水0.5% 的FeSimg6RE2，搅拌10分钟；

(3)加入重量份数为铁水0.15% 的FeSimg6RE2，搅拌20 分钟；

(4)加入重量份数为铁水0.25% 的75SIFE、重量份数为铁水0.4%的75SiBa、重量份数为铁水0.2% 的75SiBa，搅拌30 分钟。

本发明提出的一种高强度高韧性球磨铸铁及其制作方法，组分新颖，制作过程合理清晰，本发明在抗拉强度≥600MPa时伸长率≥10%，抗拉强度和屈服强度比常规孕育提高30% 左右，伸长率提高45% 左右，硬度提高15% 左右，对基体的割裂作用大大降低，使基体的利用率大大提升，复合二次孕育改变了球磨铸铁的凝固方式，无需进行正火或退火热处理即可铸态获得高强度或高韧性的球磨铸铁，节约了大量的热处理费用。可替代形状复杂，热节多的铸钢材质的零件，既提高了工艺出品率，又无需热处理，大大降低了生产成本。