[发明专利]一种球墨铸钢及其制备方法

说明书

本发明公开了一种球墨铸钢及其制备方法，按质量分数包括以下成分：C：1.3‑1.5%、Si：1.3‑1.6%、Mn：0.4‑0.8%、Cr：0.7‑1%、Mo：0.2‑0.4%、P≤0.04%、S≤0.04%，余量为Fe及不可避免的杂质。本发明球墨铸钢采用科学优化成分配比，再球化剂中则以少量B元素代替了部分传统的RE（稀土元素），大幅提高了球墨铸钢的韧性和抗拉强度，使其具有理想的耐磨性能，最终所得球墨铸钢耐磨性能优良，具有理想的使用性能，适用于轧辊等各类耐磨工装部件。

技术领域

本发明属于球墨铸钢材料技术领域，尤其涉及一种球墨铸钢及其制备方法。

背景技术

球墨铸钢是一种新型工程材料，其化学成分一般属于过共析范围，碳含量一般在1.0-1.8%，硅含量1.1-1.6%，表现出优良的耐磨性能和较好的抗热裂、热疲劳性能，同时还具有一定的减震性能，常用于钢坯轧辊和型钢辊。

轧辊主要用于轧制车轮和轮毂等产品上的工装，轧辊的工作条件十分恶劣，热轧过程中除承受轧制力外，还受到金属流动产生的切向摩擦。如果使用常规的球墨铸钢进行制作的话，常常会出现强度和耐磨性不够、轧辊表面硬度不均匀而导致局部耐磨性差的现象，以及在使用过程中容易出现开裂、使用寿命短等问题。基于上述原因研究开发一种高耐磨的球墨铸钢具有重要意义，通过调配合金成份、优化热处理工艺，还可以进一步提高合金球墨铸钢的综合性能。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种球墨铸钢及其制备方法。

为了实现上述的目的，本发明提供以下技术方案：

一种球墨铸钢，按质量分数包括以下成分：C：1.3-1.5%、Si：1.3-1.6%、Mn：0.4-0.8%、Cr：0.7-1%、Mo：0.2-0.4%、P≤0.04%、S≤0.04%，余量为Fe及不可避免的杂质。

优选的，所述的球墨铸钢，按质量分数包括以下成分：C：1.4%、Si：1.5%、Mn：0.6%、Cr：0.75%、Mo：0.3%、P：0.02%、S：0.02%，余量为Fe及不可避免的杂质。

一种如上所述的球墨铸钢的制备方法，包括以下步骤：

（1）将原料送入中频感应电炉中性炉衬进行熔炼，控制炉料配比为45-55%的生铁、30-40%的回炉料，其余为废钢，至温度升至1480-1500℃时取样分析后补充炉料，控制其铁液的化学成分，令其在权利要求1所述的范围内，继续升至1500-1520℃后加入质量0.6-0.8%的纯铝脱氧，得到精炼物料；

（2）采用冲入法，将精炼物料质量的1.2-1.8%的球化剂加入进行球化处理，球化同时加入孕育剂和覆盖剂以提高球化率；

（3）球化完成后将浮渣及氧化渣去除，并于1380-1420℃进行浇注，完成后至其自然冷却，将得到的球墨铸钢进行热处理，即得本发明球墨铸钢。

进一步的，所述步骤2中球化剂的化学组成按质量比例为：Si 42.26%、Mg 5.05%、Ca 2.80%、Ba 1.25%、MgO 0.56%、Ti 0.03%、RE 1.48%、B 0.02%，其他为Fe，且球化剂粒度控制为20-30mm。

进一步的，所述步骤2中孕育剂分三次加入，第一次使用粒度为4-8mm的75SiFe孕育剂于球化包内进行孕育，第二次使用粒度为4-8mm的SiBaCa于浇包内进行孕育，第三次使用粒度为1-2mm的SiBaCa于浇口杯内的过滤网上进行随流孕育。

更进一步的，第一次加入的孕育剂用量为精炼物料质量的0.3%，第二次加入的孕育剂用量为精炼物料质量的0.3%，第三次加入的孕育剂用量为精炼物料质量的0.2%。

进一步的，所述步骤2中覆盖剂由LiCl和LiF按质量比3：1配制得到，用量为精炼物料质量的0.1-0.2%。

进一步的，所述步骤2中覆盖剂完全覆盖后通入Ar气进行吹扫保护。