一種球化珠光體及其生產方法
2023-05-15 03:38:51
專利名稱：一種球化珠光體及其生產方法
技術領域：
本發明涉及冶金工藝技術領域，特別是生產金屬部件珠光體的工藝技術 領域。
背景技術：
鑄鐵水的金屬爐料一般由新生鐵、廢鋼、回爐料和鐵合金等組成。現行
生產珠光體QT700-2大多採用65%左右的新生鐵，5%左右的廢鋼，另外添 加0.3y。的Mo， 0.6%左右的銅，由於新生鐵價位高，致使產品價格居高不下。 且產品存在以下缺陷鑄件出現反白口現象使機械加工困難，加工刀具磨損。 另外在產生反白口現象的部位，往往出現縮松，基本組織中含有較多的碳化 物，因此導致該部位的力學性能降低。
發明內容
本發明目的在於發明一種能克服上述缺陷的球化生產珠光體 QT700—2。
本發明組份中包括C3.7 3.90/。、 Si2.1 2.3%、 Mn0.6 0.8%、 P0.03 0.04o/o、 S0.01 0.15o/o、 Mg0.035 0.065%、 Re 0.035 0.065%。
本發明由於含C高於現有產品，故產品具有以下特點含碳量高，析出 的石墨數量多，球徑尺寸小，圓整度增加。另外，提高含碳量可以縮小孔面 積，減少縮松面積，使鑄件產品更加緻密。
本發明另一目的在於發明以廢品鋼和回爐料替代新生鐵生產低價、優質
珠光體QT700—2的生產工藝。
本發明在具有酸性爐襯的中頻感應爐內投入分別佔總重量10 91.7%的廢鋼、0 53.3%的回爐料、0 75%的生鐵、0 3.87%的增碳劑、0 1.53% 的矽鐵、0.2 0.67%的錳鐵，熔化後，澆注於置有1.4 1.6%的稀土鎂矽鐵 合金和部分孕育劑的鋼包內，然後再加入剩餘的孕育劑，球化後形成珠光體； 所述兩次加入的孕育劑佔總重量的0.8 1.0%。
將孕育劑分兩次投入，目的是孕育劑加入熔融金屬，促使形成結晶核 心，以改善金屬組織和物理力學性能。二次孕育為了克服因孕育衰退導致的 孕育效果隨時間減弱，採取二次孕育是十分有效的。
球鐵包在澆注前加熱至200 300°C。目的是:使球鐵包經過充分的烘烤， 烘烤不充分時會導致鐵水吸收氣體，並造成鐵水大幅度降溫，直接影響球鐵 的質量。
本發明不用或少用新生鐵，而大量使用廢品鋼和回爐料，用增碳方法調 節碳量的合成鑄鐵及其冶煉方法。本發明無需再添加Mo和Cu，通過計算， 利用本發明方法比傳統方法生產每噸節省原材料成本2220元，而且能獲得 更好的性能。
經過增碳劑增碳處理後的鑄鐵，由於使用大量的增碳劑增碳，在鐵液中 造成了大量彌散分布的非物質結晶核心，降低了鐵液的過冷度，促使生成以 A型石墨為主的石墨組織，同時，由於新生鐵用量少，其遺傳作用大為削弱。 因此使A型石墨片分枝發達不易長大，使石墨短小且均勻。
不同種類的廢鋼中都含有一定的氮量，經過增碳處理的鑄鐵，由於廢鋼 加入量增多，使得鑄鐵中含有較高的氮量。鑄鐵中氮通過改變鑄鐵組織中的 石墨結構而阻止鐵素體形成，並促進珠光體的形成，隨著鑄鐵中氮含量的增 加，氮還可以形成氮化合物來作為石墨結晶核心的基底，為石墨創造了良好 的形核成長條件，石墨片變得短厚，端部成禿頭狀，因此，鑄鐵中較高的含 氮量不僅可以穩定基體中的珠光體，而且石墨端部也比較圓。
眾所周知，提高鑄鐵強度性能的兩條途徑，首先是改變石墨的數量、大小、分布及形狀；其次是改變基體組織特性，以前面研究分析可知，增碳處 理化改善了石墨的大小、分布和形貌，使石墨細小均勻成A型分布；珠光體 量明顯增多且變細，珠光體片區間距減小。因此，增碳處理後鑄鐵強度必然 提高。另外，由於增碳處理使鐵液中的石墨品核數量顯著增多；改善了石墨 形核生長條件，石墨化比較完全，補償了電爐熔煉時石墨晶核減少或純化所 帶來的影響，游離滲碳體減少，白口深度小，因此增碳處理後白口傾向減小， 斷面敏感性能得到顯著改善。
具體實施例方式
一、生產工藝過程
1、 熔煉設備
GGW—0.75中頻感應爐，酸性爐襯。將鐵液溫度過熱到1550°C。
2、 QT700—2的配料舉例(總料750kg)
配料1: 91.7%的廢鋼、3.87%的增碳劑、1.53%的矽鐵、0.4%的錳鐵、 1.47%的稀土鎂矽鐵合金、1.0%的孕育劑。
艮P:廢鋼688kg、增碳劑29kg、矽鐵11.5kg、錳鐵3kg、稀土鎂矽鐵 合金(球化劑)llkg、孕育劑(第l次)5.3kg (第2次)2.2kg。
配料2: 66.5%的廢鋼、27.7%的回爐料、2.55%的增碳劑、0.51%的矽鐵、 0.28%的錳鐵、1.47%的稀土鎂矽鐵合金、1.0%的孕育劑。
艮P:廢鋼498.5 kg、回爐料208kg、增碳劑19.1kg、矽鐵3.8kg、錳鐵
2.1 kg、稀土鎂矽鐵合金(球化劑)11 kg、孕育劑(第1次)5.3kg (第2次)
2.2 kg。
配料3: 42.5%的廢鋼、53.3%的回爐料、1.6%的增碳劑、0.2%的錳鐵、 1.6%的稀土鎂矽鐵合金、0.8%的孕育劑。
艮P:廢鋼318.5 kg、回爐料400kg、增碳劑12kg、錳鐵1.5kg、稀土鎂 矽鐵合金(球化劑)12kg、孕育劑(第l次)《2kg (第2次)1.8kg。配料4: 10%的廢鋼、11.9%的回爐料、75°/。的生鐵、0.67%的錳鐵、1.6% 的稀土鎂矽鐵合金、0.8%的孕育劑。
艮口廢鋼75kg、回爐料89.5kg、生鐵562.5 kg、錳鐵5kg、稀土鎂矽鐵 合金(球化劑)12kg、孕育劑(第l次)4.2kg (第2次)1.8kg。
3、熔煉、球化
在具有酸性爐襯的中頻感應爐內投入廢鋼、回爐料、增碳劑、矽鐵和錳 鐵，熔化後，澆注於加熱至200 30(TC、置有稀土鎂矽鐵合金和部分孕育劑 (第1次)的鋼包內，然後再加入剩餘的孕育劑(第2次)，球化後形成珠 光體。
二、 化學成分分析(重量百分比％)
C 3,7 3.90/ 、 Si2.1 2.3%、 Mn 0,6 0.8%、 P 0.03 0.04%、 S 0.01 0.15%、 Mg 0.035 0.0650/o、 Re 0.035 0.065%
三、 主要金相組織珠光體
四、 產品力學性能(單鑄試塊，鑄態) 以上四種配方分別形成的產品特性
1. 抗拉強度 753MPa、伸長率5 3.3%、
2. 抗拉強度cib 738MPa、伸長率5 3%、
3. 抗拉強度cjb 746MPa、伸長率S 2.8%、
4. 抗拉強度ab 721MPa、伸長率5 2.5%、
布氏硬度251HBS 布氏硬度242HBS 布氏硬度248HBS 布氏硬度235HBS
權利要求
1、一種球化珠光體，其特徵在於其組份中包括C3.7～3.9％、Si2.1～2.3％、Mn0.6～0.8％、P0.03～0.04％、S0.01～0.15％、Mg0.035～0.065％、Re0.035～0.065％。
2、 一種如權利要求1所述球化珠光體的生產方法，其特徵在於在具有 酸性爐襯的中頻感應爐內投入分別佔總重量10 91.7%的廢鋼、0 53.3%的 回爐料、0 75%的生鐵、0 3.87%的增碳劑、0 1.53%的矽鐵、0.2 0.67% 的錳鐵，熔化後，澆注於置有1.4 1.6%的稀土鎂矽鐵合金和部分孕育劑的 鋼包內，然後再加入剩餘的孕育劑，球化後形成珠光體；所述兩次加入的孕 育劑佔總重量的0.8 1.0%。
3、 根據權利要求2所述球化珠光體的生產方法，其特徵在於鋼包在澆 注前加熱至200 300°C。
全文摘要
一種球化珠光體及其生產方法，涉及冶金工藝技術領域，在具有酸性爐襯的中頻感應爐內投入10～91.7％廢鋼、0～53.3％回爐料、0～75％生鐵、0～3.87％增碳劑、0～1.53％矽鐵、0.2～0.67％錳鐵，熔化後，澆注於置有1.4～1.6％的稀土鎂矽鐵合金和部分孕育劑的鋼包內，然後再加入剩餘的孕育劑，球化後形成珠光體QT700-2。本發明不用或少用新生鐵，而大量使用廢品鋼和回爐料，節省原材料成本，用增碳方法調節碳量的合成鑄鐵及其冶煉方法，含C為3.7～3.9％，析出的石墨數量多，球徑尺寸小，圓整度增加，可以縮小孔面積，減少縮松面積，使鑄件產品更加緻密。
文檔編號C22C37/10GK101481771SQ20081023504
公開日2009年7月15日 申請日期2008年11月6日 優先權日2008年11月6日
發明者徐宏亮 申請人:徐宏亮