[发明专利]一种高强度的亚共晶铸铁材料及其制造方法

说明书

本发明公开了一种高强度的亚共晶铸铁材料及其制造方法，其特征在于，各化学成分及质量百分比为：碳2.90％～3.10％、硅：1.90％～2.10％、锰：0.70％～0.90％、磷：﹤0.06％、S：﹤0.02％、铜：0.80％～1.00％、镍0.1％、钼：0.1％、铬：﹤0.10％，锌：﹤0.12％,锡0.05％～0.10％、余量为铁。本发明中，通过降低了铸铁中的铜、镍、钼合金含量，仍能使得铸铁硬度达到225HB——240HB之间，单铸试棒抗拉强度在650Mpa—660Mpa之间；同时浇注温度降为1390—1400℃，出汤温度降为1530—1550℃，在满足产品的质量要求的前提下，需要耗费的电力较少；铁水在1200℃—1250℃时相比于目前的方案仍有较强的流动性，减少铸件缩松缺陷发生的几率，降低了生产成本。

技术领域

本发明涉及亚共晶铸铁技术领域，尤其涉及一种高强度的亚共晶铸铁材料及其制造方法。

背景技术

近年来，随着汽车工业、电子信息、家电、建材及机械等行业的高速发展，我国模具产业也实现了快速增长，我国模具制造行业主营业务收入从2005年的409亿元上升至2017年的2966.24亿元，年复合增长率达到了17.95％，随着下游企业对模具材料强度、使用寿命、制造精度、稳定性等技术要求的不断提高，技术更新换代不断加快，对企业的产品开发和制造能力要求更加严格。

目前现有的GGG70L材质铸件基体硬度为220—240HB，抗拉强度基本稳定在700N/mm²，珠光体率能稳定保持在85％以上，具有良好的耐磨性能，但是铸件成分Cu合金为0.95％、Ni合金为0.95％、Mo合金为0.5％，制造成本较高，在目前合金材料涨价的大背景下，很大程度的压缩了该材质的利润空间；其次，GGG70L材质铸件生产过程中浇注温度较高为1405—1415℃区间，出汤熔炼温度需要达到1550—1570℃，因而需要耗费大量的电能。再有，该GGG70L材质编号铁水流动性相比于其他材质热流动性较差，在体积收缩过程中，铁水不能起到良好的补缩效果，会造成铸件的缩松缺陷，提高铸件的报废几率，生产成本较大。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述的问题，而提出的一种高强度的亚共晶铸铁材料及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种高强度的亚共晶铸铁材料及其制造方法，其特征在于，各化学成分及质量百分比为：碳2.90％～3.10％、硅：1.90％～2.10％、锰：0.70％～0.90％、磷：﹤0.06％、S：﹤0.02％、铜：0.80％～1.00％、镍0.1％、钼：0.1％、铬：﹤0.10％，锌：﹤0.12％,锡0.05％～0.10％、余量为铁。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述铁原料包括钢碎料、启动块和废钢压块。

一种高强度的亚共晶铸铁材料的制造方法，具体包括以下步骤：

(1)：电炉按预热程序通电预热40min，然后将电力调到3100KW给电炉进行升温，在升温过程中在炉内加钢碎料，所述钢碎料由废钢压块经过破碎获得，所述钢碎料直径为3-5cm直径大小，直至钢碎料在炉内溶解成铁水；

(2)：在电炉升温过程中，优先依次向炉内加入硅和锰，对炉衬起到保护作用；

(3)：在电炉升温过程中，然后继续加入废钢压块，废钢压块完全融化成铁水后，继续加入启动块，并与硅和锰合金溶液完全混合；

(4)：在电炉升温过程中，少量分批次加入碳到预计碳合金的目标值，每批次碳合金加入量不超过100kg；

(5)：在电炉升温过程中，加入铜，可以提高铸件的力学性能，及物理性能，可以细化晶粒，提高铸件的珠光体率；