[发明专利]一种高强度球墨铸铁的绿色铸造方法及装置

说明书

本发明提供一种高强度球墨铸铁的绿色铸造方法，解决现有球墨铸铁产品生产成本过高和硬度、弯曲强度等机械性能较差的问题。按照废钢70‑80%、回炉料20‑30%、球化剂1%、孕育剂0.9%、增碳剂4.5%的比例进行配料。原材料经过电炉的熔化、增碳、孕育后，铁水倒入球化包进行球化处理后倒入叠铸腹膜沙腔体内部成型。上述球墨铸铁微量元素的化学成分严格控制在：C：3.60‑3.9%，Si：1.60‑1.90%，P：0.033‑0.035%，S：0.032‑0.035%，Mn：0.20‑0.40%。本发明以废钢为主要原材料，能够降低生产成本15%左右，铸件的球化率、延伸率和抗拉强度分别达到三级、15%、500MPa以上，具有优良的力学性能和生产成本低、资源循环利用的特点。

技术领域

本发明属于铸造技术领域，尤其涉及一种高强度球墨铸铁的绿色铸造方法及装置。

背景技术

球墨铸铁的生产，都是根据GB／T1348—2009《球墨铸铁件》标准，球墨铸铁的力学性能从QT350—22L——QT900—2共14个牌号，生产工艺已非常成熟，随着铸造厂质量控制水平的提高，一般生产厂家都能大批量稳定地生产。这也是我国能迅速成为铸造大国的原因之一，而我国整体的制造技术水平还是不高，通过试验证明，同样牌号的铸件，先进国家生产的比我国生产的在性能、使用寿命和加工性能要好的多。一方面在质量控制上比我们先进，另一方许多厂家有自己的企业标准，牌号上靠国标，实际的要求要比国标高。所以要提高我国的铸造水平必须先要提高我们的技术水平。

近几年来国内许多关于高强度、高伸长率材质开发的文章时有在各种刊物上发表，一般有以下三种情况：

1、发表文章最多是以力学性能试块检测数据为依据，性能达到高强度、高伸长率要求的。

2、是以铁模覆砂等特种工艺方法生产，性能达到高强度、高伸长率要求的。

3、绝大部分文章介绍只是试验达到高强度、高伸长率要求，并没有在进行批量生产中，进行验证是否能稳定达到这些要求。相对于我厂所作的工作，是不太一样，我厂是使用潮模砂生产，并按照顾客指定部位进行本体取样检测，而且进过批量稳定生产验证，可以稳定达到QT400—25、QT550—15、QT600—12的强度、伸长率要求。获得满足一般要求的QT400、QT550、QT600球铁件，既可通过添加一定的合金元素铸态生产，也可在保证基本铁水成分下，通过相应的热处理手段得到。采用铸态工艺生产球墨铸铁件，不需要投入热处理设备，可简化生产工艺，节省工时，节约能源，避免热处理过程中铸件的变形、氧化，大多工厂都选用铸态生产方式。

生产高强度、高伸长率的球墨铸铁件，最大的工艺难度在于，要保证强度的同时必须有一定的铁素体含量，不能存在诸如缩松、晶粒粗大、晶间偏析、夹杂、石墨畸变、开花或碎片状石墨等缺陷，但在铸造生产过程中，由于原铁水的质量，球化、孕育的手段，铸件的结构、形状．以及铸件的冷却方式等影响。常使生产出来的铸件难以达到高强度、高伸长率的要求。

发明内容

本发明针上述分析，提供一种高强度球墨铸铁的绿色铸造方法及装置，采用废钢、铸造合金等为原材料，解决现有工艺生产成本高，产品性能差的问题。

本发明所提出的高强度球墨铸铁产品的绿色铸造方法及装置以废钢为主要原材料，按照废钢70-80%、回炉料20-30%、铁屑5%左右、球化剂1%左右、孕育剂0.9%左右、增碳剂4.5%左右的比例进行配料。原材料经过电炉的熔化、增碳，铁水经过球铁包球化、孕育后倒入叠铸腹膜沙腔体内部成型。上述球墨铸铁微量元素的化学成分严格控制在：C：3.60-3.9%，Si：1.60-1.90%，P：0.033-0.035%，S：0.032-0.035%，Mn：0.20-0.40%。本发明以废钢为主要原材料，能够降低生产成本15%左右，铸件的球化率、延伸率和抗拉强度分别达到三级、15%、500MPa以上。为达到上述目的，本发明采用以下步骤实现：