CN101481771A - 一种球化珠光体及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

一种球化珠光体及其生产方法,涉及冶金工艺技术领域,在具有酸性炉衬的中频感应炉内投入10~91.7%废钢、0~53.3%回炉料、0~75%生铁、0~3.87%增碳剂、0~1.53%硅铁、0.2~0.67%锰铁,熔化后,浇注于置有1.4~1.6%的稀土镁硅铁合金和部分孕育剂的钢包内,然后再加入剩余的孕育剂,球化后形成珠光体QT700-2。本发明不用或少用新生铁,而大量使用废品钢和回炉料,节省原材料成本,用增碳方法调节碳量的合成铸铁及其冶炼方法,含C为3.7~3.9%,析出的石墨数量多,球径尺寸小,圆整度增加,可以缩小孔面积,减少缩松面积,使铸件产品更加致密。

Description

一种球化珠光体及其生产方法
技术领域
本发明涉及冶金工艺技术领域,特别是生产金属部件珠光体的工艺技术领域。
背景技术
铸铁水的金属炉料一般由新生铁、废钢、回炉料和铁合金等组成。现行生产珠光体QT700-2大多采用65%左右的新生铁,5%左右的废钢,另外添加0.3%的Mo,0.6%左右的铜,由于新生铁价位高,致使产品价格居高不下。且产品存在以下缺陷:铸件出现反白口现象使机械加工困难,加工刀具磨损。另外在产生反白口现象的部位,往往出现缩松,基本组织中含有较多的碳化物,因此导致该部位的力学性能降低。
发明内容
本发明目的在于发明一种能克服上述缺陷的球化生产珠光体QT700—2。
本发明组份中包括C 3.7~3.9%、Si 2.1~2.3%、Mn 0.6~0.8%、P 0.03~0.04%、S 0.01~0.15%、Mg 0.035~0.065%、Re 0.035~0.065%。
本发明由于含C高于现有产品,故产品具有以下特点:含碳量高,析出的石墨数量多,球径尺寸小,圆整度增加。另外,提高含碳量可以缩小孔面积,减少缩松面积,使铸件产品更加致密。
本发明另一目的在于发明以废品钢和回炉料替代新生铁生产低价、优质珠光体QT700—2的生产工艺。
本发明在具有酸性炉衬的中频感应炉内投入分别占总重量10~91.7%的废钢、0~53.3%的回炉料、0~75%的生铁、0~3.87%的增碳剂、0~1.53%的硅铁、0.2~0.67%的锰铁,熔化后,浇注于置有1.4~1.6%的稀土镁硅铁合金和部分孕育剂的钢包内,然后再加入剩余的孕育剂,球化后形成珠光体;所述两次加入的孕育剂占总重量的0.8~1.0%。
将孕育剂分两次投入,目的是:孕育剂加入熔融金属,促使形成结晶核心,以改善金属组织和物理力学性能。二次孕育为了克服因孕育衰退导致的孕育效果随时间减弱,采取二次孕育是十分有效的。
球铁包在浇注前加热至200~300℃。目的是:使球铁包经过充分的烘烤,烘烤不充分时会导致铁水吸收气体,并造成铁水大幅度降温,直接影响球铁的质量。
本发明不用或少用新生铁,而大量使用废品钢和回炉料,用增碳方法调节碳量的合成铸铁及其冶炼方法。本发明无需再添加Mo和Cu,通过计算,利用本发明方法比传统方法生产每吨节省原材料成本2220元,而且能获得更好的性能。
经过增碳剂增碳处理后的铸铁,由于使用大量的增碳剂增碳,在铁液中造成了大量弥散分布的非物质结晶核心,降低了铁液的过冷度,促使生成以A型石墨为主的石墨组织,同时,由于新生铁用量少,其遗传作用大为削弱。因此使A型石墨片分枝发达不易长大,使石墨短小且均匀。
不同种类的废钢中都含有一定的氮量,经过增碳处理的铸铁,由于废钢加入量增多,使得铸铁中含有较高的氮量。铸铁中氮通过改变铸铁组织中的石墨结构而阻止铁素体形成,并促进珠光体的形成,随着铸铁中氮含量的增加,氮还可以形成氮化合物来作为石墨结晶核心的基底,为石墨创造了良好的形核成长条件,石墨片变得短厚,端部成秃头状,因此,铸铁中较高的含氮量不仅可以稳定基体中的珠光体,而且石墨端部也比较圆。
众所周知,提高铸铁强度性能的两条途径,首先是改变石墨的数量、大小、分布及形状;其次是改变基体组织特性,以前面研究分析可知,增碳处理化改善了石墨的大小、分布和形貌,使石墨细小均匀成A型分布;珠光体量明显增多且变细,珠光体片区间距减小。因此,增碳处理后铸铁强度必然提高。另外,由于增碳处理使铁液中的石墨品核数量显著增多;改善了石墨形核生长条件,石墨化比较完全,补偿了电炉熔炼时石墨晶核减少或纯化所带来的影响,游离渗碳体减少,白口深度小,因此增碳处理后白口倾向减小,断面敏感性能得到显著改善。
具体实施方式
一、生产工艺过程:
1、熔炼设备
GGW—0.75中频感应炉,酸性炉衬。将铁液温度过热到1550℃。
2、QT700—2的配料举例(总料750kg)
配料1:91.7%的废钢、3.87%的增碳剂、1.53%的硅铁、0.4%的锰铁、1.47%的稀土镁硅铁合金、1.0%的孕育剂。
即:废钢688kg、增碳剂29kg、硅铁11.5kg、锰铁3kg、稀土镁硅铁合金(球化剂)11kg、孕育剂(第1次)5.3kg(第2次)2.2kg。
配料2:66.5%的废钢、27.7%的回炉料、2.55%的增碳剂、0.51%的硅铁、0.28%的锰铁、1.47%的稀土镁硅铁合金、1.0%的孕育剂。
即:废钢498.5kg、回炉料208kg、增碳剂19.1kg、硅铁3.8kg、锰铁2.1kg、稀土镁硅铁合金(球化剂)11kg、孕育剂(第1次)5.3kg(第2次)2.2kg。
配料3:42.5%的废钢、53.3%的回炉料、1.6%的增碳剂、0.2%的锰铁、1.6%的稀土镁硅铁合金、0.8%的孕育剂。
即:废钢318.5kg、回炉料400kg、增碳剂12kg、锰铁1.5kg、稀土镁硅铁合金(球化剂)12kg、孕育剂(第1次)4.2kg(第2次)1.8kg。
配料4:10%的废钢、11.9%的回炉料、75%的生铁、0.67%的锰铁、1.6%的稀土镁硅铁合金、0.8%的孕育剂。
即:废钢75kg、回炉料89.5kg、生铁562.5kg、锰铁5kg、稀土镁硅铁合金(球化剂)12kg、孕育剂(第1次)4.2kg(第2次)1.8kg。
3、熔炼、球化
在具有酸性炉衬的中频感应炉内投入废钢、回炉料、增碳剂、硅铁和锰铁,熔化后,浇注于加热至200~300℃、置有稀土镁硅铁合金和部分孕育剂(第1次)的钢包内,然后再加入剩余的孕育剂(第2次),球化后形成珠光体。
二、化学成分分析(重量百分比%)
C 3.7~3.9%、Si 2.1~2.3%、Mn 0.6~0.8%、P 0.03~0.04%、S 0.01~0.15%、Mg 0.035~0.065%、Re 0.035~0.065%
三、主要金相组织珠光体
四、产品力学性能(单铸试块,铸态)
以上四种配方分别形成的产品特性:
1.抗拉强度σb  753MPa、伸长率δ  3.3%、布氏硬度  251HBS
2.抗拉强度σb  738MPa、伸长率δ  3%、布氏硬度    242HBS
3.抗拉强度σb  746MPa、伸长率δ  2.8%、布氏硬度  248HBS
4.抗拉强度σb  721MPa、伸长率δ  2.5%、布氏硬度  235HBS

Claims (3)

1、一种球化珠光体,其特征在于其组份中包括C 3.7~3.9%、Si 2.1~2.3%、Mn 0.6~0.8%、P 0.03~0.04%、S 0.01~0.15%、Mg 0.035~0.065%、Re 0.035~0.065%。
2、一种如权利要求1所述球化珠光体的生产方法,其特征在于在具有酸性炉衬的中频感应炉内投入分别占总重量10~91.7%的废钢、0~53.3%的回炉料、0~75%的生铁、0~3.87%的增碳剂、0~1.53%的硅铁、0.2~0.67%的锰铁,熔化后,浇注于置有1.4~1.6%的稀土镁硅铁合金和部分孕育剂的钢包内,然后再加入剩余的孕育剂,球化后形成珠光体;所述两次加入的孕育剂占总重量的0.8~1.0%。
3、根据权利要求2所述球化珠光体的生产方法,其特征在于钢包在浇注前加热至200~300℃。
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Denomination of invention: Spheroidizing pearlite production method

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Granted publication date: 20110323

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