[发明专利]铁素体球磨铸铁及其重力铸造工艺

说明书

技术领域

本发明属于球磨铸铁技术领域，特别是涉及铁素体球磨铸铁及其重力铸造工艺。

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。(1)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。(2)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。

化学成分在适当的孕育工艺条件下，提高碳当量将增加铁素体的含量，因而冲击值、伸长率随之上升，但碳当量过高，易引起石墨漂浮。石墨漂浮还和铸件厚度与冷却速度有关，砂型浇注中等厚度(10～40mm)的铸件，铸态铁素体球铁碳当量取4.4％～4.9％为宜，退火铁素体球铁的碳当量可取4.2％～4.8％，厚大件降低碳当量，薄小件提高碳当量。采用强化孕育工艺也宜降低碳当量。

发明内容

本发明的目的在于提供铁素体球磨铸铁及其重力铸造工艺，通过采用的重力铸造工艺制备的铁素体球磨铸铁的具有一定强度、良好的冲击韧性和塑性。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为铁素体球磨铸铁，包括各成分的重量百分比如下：C：3.5～3.8％，Si：1.5～1.9％，Al：3.5～4.5％，Bi：1.5～2.5％，Mo：1.3～2.5％，Cu：1.1～2.2％，Cr：2.63～3.92％，Zr：0.63～0.92％、Ba：1.63～1.92％，Mg：1.6～1.9％，Ni：3.17～3.73％，V：0.032～0.081％，Zn：1.12～2.21％，As：0.012～0.021％，Re：0.03～0.05％，P＜0.12，S＜0.03，其余为Fe。

进一步地，所述各成分的重量百分比如下：C：3.7％，Si：1.8％，Al：3.9％，Bi：1.8％，Mo：1.6％，Cu：1.2％，Cr：3.2％，Zr：0.83％、Ba：1.83％，Mg：1.7％，Ni：3.33％，V：0.035％，Zn：1.28％，As：0.016％，Re：0.03％，P＜0.12，S＜0.03，其余为Fe。

进一步地，所述各成分的重量百分比如下：C：3.8％，Si：1.5％，Al：4.4％，Bi：2.3％，Mo：2.3％，Cu：1.5％，Cr：2.7％，Zr：0.76％、Ba：1.86％，Mg：1.73％，Ni：3.53％，V：0.043％，Zn：2.1％，As：0.021％，Re：0.04％，P＜0.12，S＜0.03，其余为Fe。

铁素体球磨铸铁的重力铸造工艺，包括如下步骤：

SS01原料熔炼：将包含C：3.5～3.8％，Si：1.5～1.9％，Al：3.5～4.5％，Bi：1.5～2.5％，Mo：1.3～2.5％，Cu：1.1～2.2％，Cr：2.63～3.92％，Zr：0.63～0.92％、Ba：1.63～1.92％，Mg：1.6～1.9％，Ni：3.17～3.73％，V：0.032～0.081％，Zn：1.12～2.21％，As：0.012～0.021％，Re：0.03～0.05％，P＜0.12，S＜0.03，其余为Fe进行熔炼，熔炼过程中保证铁水温度为1420℃～1500℃，熔炼后检测铁水中各元素含量并调整各元素含量直至符合配方要求，待铁水包中铁水量达到所需重量时出铁进行球化处理；

SS02球化处理：在完成SS01原料熔炼后，将铁水倒入铁水包，加入铁水质量1.0～1.4％的球化剂进行球化处理，完毕后对铁水进行扒渣，加入铁水质量0.1～0.2％的增碳剂；球化后的铁液静置2-3min；

SS03垂直重力施加：在完成SS02球化处理后，进行密封处理，并放置于升降机内，在升降机内进行加重和去重操作；

SS04脱氧孕育处理：在完成SS03垂直重力施加后的铁水包中加入铁水质量0.2～0.4％的脱氧剂进行脱氧处理，然后加入铁水质量0.3～0.7％的孕育剂进行孕育处理；

SS05多次孕育处理：在SS04脱氧孕育处理处理后每隔10-15min加一次加入铁水质量0.3～0.5％的孕育剂进行孕育处理。