CN108588321A - 一种球墨铸铁的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种球墨铸铁的生产工艺，涉及球墨铸铁技术领域。本发明包括原材料选择、熔炼、球化和孕育处理、取样检查，炉料选用低S含量的Z14生铁，其化学成分：C>3.3％、Si1.25～1.60％、P≦0.06％、S≦0.04％，球化剂选择稀土镁硅铁球化剂FeSiMg8Re7，加入量为1.6％～2.0％，其合金中含硅量高，可以显著降低镁的剧烈反应程度，也能具有一定孕育作用。本发明通过熔炼过程中控温加入钼和镍铜哈氏合金并调试铁水的组成成分，最终生产的球墨铸铁具备较好的耐腐蚀性，且具备高的强度、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温的优点，能够进一步的应用至更多的行业和领域。

Description

一种球墨铸铁的生产工艺
技术领域
本发明属于球墨铸铁技术领域，特别是涉及一种球墨铸铁的生产工艺。
背景技术
球墨铸铁是一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。
随着球墨铸铁的应用越来越广泛，市场渗透也越来越高，其应用潜力仍然十分巨大，而现有许多型号球墨铸铁虽然具备高强度、塑性和韧性等优点，但是由于其工艺上的熔炼过程简单，生产的球墨铸铁成分固定，不具备耐腐蚀性，限制了球墨铸铁的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种球墨铸铁的生产工艺，通过熔炼过程中控温加入钼和镍铜哈氏合金并调试铁水的组成成分，使最终生产的球墨铸铁具备较好的耐腐蚀性，能够进一步的应用至更多的行业和领域。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种球墨铸铁的生产工艺，包括原材料选择、熔炼、球化和孕育处理、取样检查；
SS01原材料选择
炉料选用低S含量的Z14生铁，其化学成分：C>3.3％、Si1.25～1.60％、P≦0.06％、S≦0.04％；
球化剂选择稀土镁硅铁球化剂FeSiMg8Re7，加入量为1.6％～2.0％，其合金中含硅量高，可以显著降低镁的剧烈反应程度，也能具有一定孕育作用，且由于镁和球铁中的反球化元素不相化合，稀土元素Re可以中和反球化元素，从而抵消干扰；
孕育剂选择FeSi75，加入量为0.8％～1.0％，孕育剂砸成5～25cm的块状，并保持干净、干燥；
SS02熔炼
将Z14生铁置于感应熔炼炉中进行熔炼，熔化完毕后，将温度升至1380℃清除铁水表面的渣，取原铁水进行化学成分分析；
测温，将温度升至1420℃～1450℃，加入硅铁、锰铁、钼、镍铜哈氏合金，将化学组成成分要求调整如下：C3.65％～3.85％、Si1.8％～2.0％、Mn0.7％～0.9％、P<0.08％、S<0.02％、Mo0.5％～0.7％、Cu0.5％～0.8％、Ni0.35％～0.5％、Re0.02％～0.045％、Mg0.035％～0.06％；
SS03球化和孕育处理
先将球化剂和1/3孕育剂按比例加入铁水包底的一边，先加球化剂再加孕育剂并捣实，铁水冲入位置应该是放置合金等材料的另一边，防止铁水直接冲击合金，先出2/3铁水球化，球化反应结束后，再出剩余的1/3的铁水，剩余2/3孕育剂均匀加入铁水中并将铁水搅拌均匀；
SS04取样检查
待铁水反应平静后搅拌并且扒渣取样，检查球化程度，球化完成则可进行浇铸。
进一步地，所述熔炼炉选择感应中频电炉，其优点是加热速度快，热效率高，氧化烧损较轻，吸收气体较少，因此，可以避免增硫和磷的问题，使铁水中P≤0.07％，S≤0.05％。
进一步地，所述球化包的高度与直径比为2:1，为了提高球化剂的吸收率，增加球化效果。
进一步地，所述球化程度的检测方法采用三角试片检测法，试片截面为25mm×50mm，冷至暗红色，取出淬水，若端口呈银灰色，中间明显缩松，三边凹缩，悬击有钢音，浸水有电石味，则球化良好。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过熔炼过程中控温加入钼和镍铜哈氏合金并调试铁水的组成成分，最终生产的球墨铸铁具备较好的耐腐蚀性，且具备高的强度、韧性、耐磨性、耐严重的热和机械冲击、耐高温或低温的优点，能够进一步的应用至更多的行业和领域。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
SS01原材料选择
炉料选用低S含量的Z14生铁，其化学成分：C>3.3％、Si1.25～1.60％、P≦0.06％、S≦0.04％；
球化剂选择稀土镁硅铁球化剂FeSiMg8Re7，加入量为1.6％，其合金中含硅量高，可以显著降低镁的剧烈反应程度，也能具有一定孕育作用，且由于镁和球铁中的反球化元素不相化合，稀土元素Re可以中和反球化元素，从而抵消干扰；
孕育剂选择FeSi75，加入量为0.8％，孕育剂砸成15cm的块状，并保持干净、干燥；
SS02熔炼
将Z14生铁置于感应熔炼炉中进行熔炼，熔化完毕后，将温度升至1380℃清除铁水表面的渣，取原铁水进行化学成分分析；
测温，将温度升至1420℃，加入硅铁、锰铁、钼、镍铜哈氏合金，将化学组成成分调整如下：C3.7％、Si 1.9％、Mn0.7％、P<0.08％、S<0.02％、Mo0.6％、Cu0.5％、Ni0.45％、Re0.045％、Mg0.05％；
SS03球化和孕育处理
先将球化剂和1/3孕育剂按比例加入铁水包底的一边，先加球化剂再加孕育剂并捣实，铁水冲入位置应该是放置合金等材料的另一边，防止铁水直接冲击合金，先出2/3铁水球化，球化反应结束后，再出剩余的1/3的铁水，剩余2/3孕育剂均匀加入铁水中并将铁水搅拌均匀；
SS04取样检查
待铁水反应平静后搅拌并且扒渣取样，检查球化程度，球化完成则可进行浇铸。
其中，熔炼炉选择感应中频电炉，其优点是加热速度快，热效率高，氧化烧损较轻，吸收气体较少，因此，可以避免增硫和磷的问题，使铁水中P≤0.07％，S≤0.05％。
其中，球化包的高度与直径比为2:1，为了提高球化剂的吸收率，增加球化效果。
其中，球化程度的检测方法采用三角试片检测法，试片截面为25mm×50mm，冷至暗红色，取出淬水，若端口呈银灰色，中间明显缩松，三边凹缩，悬击有钢音，浸水有电石味，则球化良好。
实施例二
SS01原材料选择
炉料选用低S含量的Z14生铁，其化学成分：C>3.3％、Si1.25～1.60％、P≦0.06％、S≦0.04％；
球化剂选择稀土镁硅铁球化剂FeSiMg8Re7，加入量为1.8％，其合金中含硅量高，可以显著降低镁的剧烈反应程度，也能具有一定孕育作用，且由于镁和球铁中的反球化元素不相化合，稀土元素Re可以中和反球化元素，从而抵消干扰；
孕育剂选择FeSi75，加入量为0.9％，孕育剂砸成10cm的块状，并保持干净、干燥；
SS02熔炼
将Z14生铁置于感应熔炼炉中进行熔炼，熔化完毕后，将温度升至1380℃清除铁水表面的渣，取原铁水进行化学成分分析；
测温，将温度升至1430℃，加入硅铁、锰铁、钼、镍铜哈氏合金，将化学组成成分调整如下：C3.8％、Si 1.9％、Mn0.8％、P<0.08％、S<0.02％、Mo0.55％、Cu0.8％、Ni0.4％、Re0.035％、Mg0.04％；
SS03球化和孕育处理
先将球化剂和1/3孕育剂按比例加入铁水包底的一边，先加球化剂再加孕育剂并捣实，铁水冲入位置应该是放置合金等材料的另一边，防止铁水直接冲击合金，先出2/3铁水球化，球化反应结束后，再出剩余的1/3的铁水，剩余2/3孕育剂均匀加入铁水中并将铁水搅拌均匀；
SS04取样检查
待铁水反应平静后搅拌并且扒渣取样，检查球化程度，球化完成则可进行浇铸。
实施例三
SS01原材料选择
炉料选用低S含量的Z14生铁，其化学成分：C>3.3％、Si1.25～1.60％、P≦0.06％、S≦0.04％；
球化剂选择稀土镁硅铁球化剂FeSiMg8Re7，加入量为1.9％，其合金中含硅量高，可以显著降低镁的剧烈反应程度，也能具有一定孕育作用，且由于镁和球铁中的反球化元素不相化合，稀土元素Re可以中和反球化元素，从而抵消干扰；
孕育剂选择FeSi75，加入量为0.85％，孕育剂砸成25cm的块状，并保持干净、干燥；
SS02熔炼
将Z14生铁置于感应熔炼炉中进行熔炼，熔化完毕后，将温度升至1380℃清除铁水表面的渣，取原铁水进行化学成分分析；
测温，将温度升至1450℃，加入硅铁、锰铁、钼、镍铜哈氏合金，将化学组成成分调整如下：C3.8％、Si 1.85％、Mn0.8％、P<0.08％、S<0.02％、Mo0.5％、Cu0.5％、Ni0.35％、Re0.03％、Mg0.05％；
SS03球化和孕育处理
先将球化剂和1/3孕育剂按比例加入铁水包底的一边，先加球化剂再加孕育剂并捣实，铁水冲入位置应该是放置合金等材料的另一边，防止铁水直接冲击合金，先出2/3铁水球化，球化反应结束后，再出剩余的1/3的铁水，剩余2/3孕育剂均匀加入铁水中并将铁水搅拌均匀；
SS04取样检查
待铁水反应平静后搅拌并且扒渣取样，检查球化程度，球化完成则可进行浇铸。

Claims (4)

1.一种球墨铸铁的生产工艺，其特征在于：包括原材料选择、熔炼、球化和孕育处理、取样检查；
SS01原材料选择
炉料选用低S含量的Z14生铁，其化学成分：C>3.3％、Si1.25～1.60％、P≦0.06％、S≦0.04％；
球化剂选择稀土镁硅铁球化剂FeSiMg8Re7，加入量为1.6％～2.0％，其合金中含硅量高，可以显著降低镁的剧烈反应程度，也能具有一定孕育作用，且由于镁和球铁中的反球化元素不相化合，稀土元素Re可以中和反球化元素，从而抵消干扰；
孕育剂选择FeSi75，加入量为0.8％～1.0％，孕育剂砸成5～25cm的块状，并保持干净、干燥；
SS02熔炼
将Z14生铁置于感应熔炼炉中进行熔炼，熔化完毕后，将温度升至1380℃清除铁水表面的渣，取原铁水进行化学成分分析；
测温，将温度升至1420℃～1450℃，加入硅铁、锰铁、钼、镍铜哈氏合金，将化学组成成分要求调整如下：C3.65％～3.85％、Si1.8％～2.0％、Mn0.7％～0.9％、P<0.08％、S<0.02％、Mo0.5％～0.7％、Cu0.5％～0.8％、Ni0.35％～0.5％、Re0.02％～0.045％、Mg0.035％～0.06％；
SS03球化和孕育处理
先将球化剂和1/3孕育剂按比例加入铁水包底的一边，先加球化剂再加孕育剂并捣实，铁水冲入位置应该是放置合金等材料的另一边，防止铁水直接冲击合金，先出2/3铁水球化，球化反应结束后，再出剩余的1/3的铁水，剩余2/3孕育剂均匀加入铁水中并将铁水搅拌均匀；
SS04取样检查
待铁水反应平静后搅拌并且扒渣取样，检查球化程度，球化完成则可进行浇铸。
2.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁的生产工艺，其特征在于：所述熔炼炉选择感应中频电炉，其优点是加热速度快，热效率高，氧化烧损较轻，吸收气体较少，因此，可以避免增硫和磷的问题，使铁水中P≤0.07％，S≤0.05％。
3.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁的生产工艺，其特征在于：所述球化包的高度与直径比为2:1，为了提高球化剂的吸收率，增加球化效果。
4.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁的生产工艺，其特征在于：所述球化程度的检测方法采用三角试片检测法，试片截面为25mm×50mm，冷至暗红色，取出淬水，若端口呈银灰色，中间明显缩松，三边凹缩，悬击有钢音，浸水有电石味，则球化良好。
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