[发明专利]一种直径25mm以下小直径球铁型材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种直径25mm以下小直径球铁型材，按重量百分比其组成为：C：3.4～3.8％，Si：2.4～3.3％，Mn≤0.4％，P≤0.10％，S≤0.06％，其余为Fe，以上组成重量百分比之和为100％。本发明还公开了上述球铁型材的制备方法。本发明直径25mm以下小直径球铁型材，组织致密，无缩孔缩松等收缩类缺陷、硬度适中(无放射状碳化物，游离态碳化物小于10％)、表面光洁，且具有高强度。本体取样的强度指标达到LZQT500‑7的要求，切削加工性能好，切削抗力小，可以高速精加工，加工表面光洁度相对波动小。

技术领域

本发明属于铸铁材料铸造技术领域，涉及一种直径25mm以下小直径球铁型材，本发明还涉及上述球铁型材的制备方法。

背景技术

铸铁水平连续铸造是现代高品质铸铁材料绿色生产的新型技术，自1986年西安理工大学的王贻青教授、甘雨教授、清华大学吴德海教授、西安交通大学陆文华教授联合着手研究铸铁水平连铸技术以来，铸铁水平连铸技术在我国发展已近30年历史了。铸铁水平连铸技术在我国已经得到了长足发展。目前我国的铸铁型材产品主要是Φ30-250mm的圆截面和少数几种矩形截面的。然而，国际上铸铁型材产品圆截面尺寸规格已达到Φ11-665mm。方矩形型材尺寸达到470×470mm和910×150mm及各种异型截面的铸铁型材。材质不仅包括球铁型材和灰铁型材还有合金铸铁型材。国际上铸铁型材市场需求较大，应用领域和对产品的规格需求仍在日趋扩大，用量逐年递增。

应市场需求，近几年各厂家均在开发不同规格的水平连续铸造铸铁型材。但是，由于Φ25mm小直径球铁型材水平连续铸造生产存在较大难度，对硬件设备和工艺均提出了较高的要求，因此国内厂家开发大直径型材比较多，比如Φ400mm的球铁型材。

就Φ25mm小直径球铁型材材料而言存在的主要问题是，水平连续铸造过程中，球化处理后的铁水在水冷石墨套内冷却凝固，并以“拉—停—拉”工艺生产，“拉—停”时形成了每一步的步长，通常Φ30-60mm的步长大约是1.5D-2D(D为型材直径，即一般步长是45-120mm)，Φ60mm以上一般为了保证生产率，型材的步长一般控制在70-120mm以内。对于Φ25mm以下小直径而言，首先，由于直径较小，水平连续铸造材料内部的补缩通道很容易出现被冻死，而因此出现间歇式的中心偏上部存在缩孔或缩松；其次，由于冷却速度较快，组织中很容易出现碳化物，硬度过高，后续加工困难；再者，由于收缩类缺陷和碳化物的存在，Φ25mm小直径球铁型材材料的强度也不高。

就Φ25mm小直径球铁型材材料水平连续铸造而言存在的主要问题是，由于冷却速度较快，生产时工艺控制稍有疏忽，就有可能出现冻炉现象，即型材在结晶器中完全凝固，不仅如此，还有可能凝固层把结晶器入口冻住，迫使水平连续铸造生产中断，造成冻炉生产事故；拉拔过快，步长过大，还有可能型材在结晶器内形成的凝壳过薄，不足以承受拉拔力和摩擦力，因此可能出现拉断现象，继而出现漏炉现象。这些现象均有可能造成生产中断。

由此可见，Φ25mm以下小直径球铁型材材料和生产均存在较大难度，这无疑限制了这一优质球铁材料在我国的应用和发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种直径25mm以下小直径球铁型材，解决了现有Φ25mm以下小直径球铁型材存在的收缩类缺陷、强度不高的问题。

本发明的另一目的是提供上述直径25mm以下小直径球铁型材的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种直径25mm以下小直径球铁型材，按重量百分比其组成为：C：3.4～3.8％，Si：2.4～3.3％，Mn≤0.4％，P≤0.10％，S≤0.06％，其余为Fe，以上组成重量百分比之和为100％。

本发明的特点还在于，

是通过水平连续铸造获得的直径小于Φ25mm的球铁型材。

本发明所采用的另一技术方案是，一种直径25mm以下小直径球铁型材的制备方法，具体按以下步骤实施：