[发明专利]一种非标牌号QT600-7球墨铸铁的激冷工艺制造方法

说明书

本发明属于金属铸造领域，具体涉及一种非标牌号QT600～7球墨铸铁的激冷工艺制造方法，包括：熔炼：将原料加入熔化炉，熔炼得到铁水；球化：将球化剂放入铁水包内并捣实，在球化剂上加入高钙钡孕育剂，冲入铁水进行球化处理；随流孕育：球化后的铁水浇注时，随流加入硅铝孕育剂，并将锑投入铁水包底部，浇注中溶入铁水；造型浇注：采用开放式浇注系统，将铁水浇注到设置有铸铁冷铁的铸型中，使铸铁冷铁包裹铸件，保温至温度≤350℃后开箱，冷却，得到球墨铸铁，球墨铸铁的珠光体含量为35～70％，铁素体含量为30～65％，延伸率≥5％。本发明通过配方和工艺的优化实现基体组织形态的控制，调整铸态成分和金相分布，使得到的铸件同时具有较高的塑性、强度和硬度。

技术领域

本发明属于金属铸造领域，涉及一种球墨铸铁制造方法，具体涉及一种非标牌号QT600-7球墨铸铁的激冷工艺制造方法。

背景技术

球墨铸铁是在铁料熔炼后通过球化和孕育处理得到的铸件，在其中形成了球状结晶的石墨。相比于普通铸铁，球墨铸铁具有较高的机械性能、塑性和韧性，且球墨数量越多，球径越小，形状越圆整，就越有助于改善铸件的力学性能。然而，球墨铸铁在生产过程中受多方面因素影响，在冷却凝固和应力形成过程中容易出现组织疏松、缩孔等缺陷。提高球墨铸铁中球状石墨数量或球化率，对于提高铸件的机械强度和模量具有重要意义，尤其是在疲劳状态下或需要承受多种载荷的铸件，对球化率有较高的要求。同时，铸铁中的铁素体组织具有良好的塑性和韧性，但硬度和强度很低，而珠光体的强度和硬度显著高于铁素体，因此球墨铸铁中不同组织形态的分布也会影响铸件的综合性能。

国家标准《GB/T 1348-2009球墨铸铁件》中规定了QT600-3和QT600-3A牌号的球墨铸铁件性能指标，但没有QT600-7A牌号的相关标准。其中，QT600-3A仅限定了当壁厚≤30mm时，抗拉强度≥600Mpa，屈服强度≥370Mpa，延伸率≥3％；当30mm＜壁厚≤60mm时，抗拉强度≥600Mpa，屈服强度≥360Mpa，延伸率≥2％，当60mm＜壁厚≤200mm时，抗拉强度≥550Mpa，屈服强度≥340Mpa，延伸率≥1％。QT600-3的主要基体组织即为珠光体和铁素体，但国家标准并未明确规定珠光体和铁素体的含量分布，而QT600-7球墨铸铁通常要求具有铁素体的高伸长率和珠光体的高强度。然而已有的球墨铸铁牌号中，强度的增加往往导致延伸率的下降，难以满足QT600-7球墨铸铁较高的综合性能要求。

目前，铸造QT600-7球墨铸铁的方法主要是对原料熔融、球化处理，再经过正火和高温回火工艺制得，但该方法在冷却时散热不均匀会出现大量液态熔池，导致铸件组织结构疏松，影响材料综合性能，且能耗大，生产成本高。专利CN109402491B中在球墨铸铁件上提高铸型的冷却条件，通过冷铁激冷降低铁水温度，使铸件心部石墨球数增加，从而实现球状石墨球径细化、材料力学性能提高的目的，该方法虽然可以防止球墨铸铁组织疏松的问题且有较高的延伸率，但其最终铁素体含量高达95％以上，对铸件的强度和硬度产生明显影响。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种用激冷工艺代替热处理制造非标牌号QT600-7珠光体和铁素体混合基体球墨铸铁的方法，通过工艺优化实现基体组织形态的控制，在QT600-3基础上提升铸件的综合性能。

本发明的上述目的通过以下技术方案得以实施：

一种非标牌号QT600-7球墨铸铁的激冷工艺制造方法，包括如下步骤：

(1)熔炼：将原料加入熔化炉，熔炼得到铁水；

(2)球化：将球化剂放入铁水包内并捣实，在球化剂上加入高钙钡孕育剂，将锑投入铁水包底部，冲入铁水进行球化处理；

(3)随流孕育：球化后的铁水浇注时，随流加入硅铝孕育剂；

(4)造型浇注：采用开放式浇注系统，将铁水浇注到设置有铸铁冷铁的铸型中，使铸铁冷铁包裹铸件，保温至温度≤350℃后开箱，冷却，得到球墨铸铁。