[发明专利]一种薄壁铁素体球墨铸铁件的熔炼工艺

说明书

技术领域

本发明属于铸铁冶炼技术领域，具体是一种薄壁铁素体球墨铸铁件的熔炼工艺。

背景技术

基体为铁素体的球墨铸铁(简称球铁)，具有一定强度、良好的冲击韧性和塑性，可由铸态或经退火获得。

金相组织石墨的形态和金属基体组织对其韧性有很大的影响。石墨形态的影响，在金属基体组织合格条件下，石墨形状对伸长率和冲击值影响极大：片状石墨严重割裂了金属基体，其尖角处应力集中，因此片状石墨铸铁呈脆性，冲击值很低，强度被大大削弱；而球铁则不同，只要基体组织合格，球化率愈高韧性愈好。基体组织的影响，铁素体球铁的基体组织以铁素体为主，余为珠光体。渗碳体和磷共晶是有害组织，一般分别控制在3％和1％以下。铁素体含量愈高则韧性愈好。珠光体数量增加，则冲击值和伸长率下降。珠光体一般应在10％以下，且为分散存在，这样对韧性影响不大。

薄壁球墨铸铁件在浇注结束后由于冷却速度较快，在其金相组织中容易产生珠光体，从而影响薄壁球墨铸铁件的韧性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种薄壁铁素体球墨铸铁件的熔炼工艺，通过对铁水中合金化元素的控制和多次孕育相结合，最终使铸件本体能够获得纯铁素体，从而提高铸件的韧性。

为解决上述技术问题，本发明一种薄壁铁素体球墨铸铁件的熔炼工艺，所述工艺过程如下：

(1)加料熔炼，先将废钢和增碳剂同时加入中频感应电炉，再加入回炉料，最后加入生铁，在炉内铁水熔炼到三分之二时向电炉内加入75硅铁；

(2)成分微调，当铁水升温至1440-1460℃时，加入75硅铁、镍铁，将硅、镍调至原铁水要求的范围；

(3)铁水预处理，从电炉中倒出1/2的铁水于铁水包中，向电炉中加入碳化硅，电炉升温，最后将倒出的1/2铁水回入电炉中则预处理完成；

(4)铁水精炼，将炉中铁水温度升至1520～1540℃，保温、静置5～10分钟；

(5)球化处理和孕育处理，

a.将球化剂加入到球化反应包的球化室内,所述球化剂为出铁重量的0.9-1.0％，粒度为5-25mm；

b.将一次孕育剂均匀覆盖到球化剂上，所述一次孕育剂为出铁重量的0.35-0.45％，粒度为3-8mm；

c.将矽钢片均匀覆盖到孕育剂上，所述矽钢片为出铁重量的0.5％；

d.从电炉中出铁到球化包中，出铁温度控制在1500～1520℃，在出铁到出铁重量的1/3时加入二次孕育剂到球化反应包中，所述二次孕育剂为出铁重量的0.3-0.4％，粒度为3-8mm；

e.浇注孕育：浇注温度控制在1400-1420℃，浇注时加入随流孕育剂，所述随流孕育剂为出铁质量的0.1-0.15％，粒度为0.2-0.6mm；

f.铸件350℃以下温度开箱冷却。

进一步地，(1)中所述中频感应电炉中废钢的含量为30±2％，回炉料的含量为30±2％，生铁的含量为40±2％。

具体地，(1)中所述废钢为低锰废钢，化学成分及百分比为：C 0.008％、Si 0.05％、Mn 0.10％、P 0.03％、S 0.015％、Cr 0.03％、Ti 0.014％、V 0.040％。

具体地，(1)中所述生铁为Q10生铁，化学成分及百分比为C 4.42％、Si 1.06％、Mn 0.05％、P 0.024％、S 0.003％、Cr 0.008％、Ti 0.011％、V 0.009％。

进一步地，(1)中所述增碳剂成分要求为C≥98％、S≤0.03％、N≤0.01％、灰份≤1.0％。

进一步地，(2)中所述75硅铁成分要求为Si≥73％、Al≤0.5％，其余为Fe。

进一步地，(3)中所述碳化硅的粒度为3-8mm。

进一步地，(5)中所述球化剂为镧系球化剂，化学成分及百分比为Mg 5.35％、Al 0.18％、Si 45.96％、Ca 3.35％、La 0.68％。

进一步地，(5)中所述孕育剂为高钙钡孕育剂，化学成分及百分比为Si 75％、Ca 2.01％、Ba 2.3％、Al 1.1％。

本发明的有益效果是：

1.通过控制加料顺序，保证生铁中结晶型核不被严重烧损，为后期铁水中石墨的球化提供充足的结晶型核。