專利名稱：：一種大斷面鐵素體球鐵及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明公開(kāi)了一種大斷面鐵素體球鐵，本發(fā)明還公開(kāi)了一種大斷面鐵素體球鐵的制備工藝。
背景技術(shù)：
：風(fēng)能為可再生能源和綠色能源，在歐洲風(fēng)能應(yīng)用廣泛且成熟，國(guó)內(nèi)從04年開(kāi)始大力開(kāi)發(fā)風(fēng)能，國(guó)家正大力支持風(fēng)力發(fā)電項(xiàng)目。大型風(fēng)電用輪轂等為厚大斷面鑄件，而厚大斷面球鐵件因冷卻速度非常緩慢，凝固時(shí)間長(zhǎng)，石墨球容易發(fā)生畸變，使球鐵件的韌性、塑性大大降低。性能作為判斷材質(zhì)合格的依據(jù)，現(xiàn)在不僅性能要達(dá)到要求，對(duì)石墨形態(tài)和基體組織也有了更高的要求。這就促使我們通過(guò)熔煉工藝研究來(lái)在改善石墨形態(tài)的同時(shí)，達(dá)到性能。(1)對(duì)于大斷面球鐵鑄件為改善石墨形態(tài)，提高球化率，國(guó)內(nèi)外成熟的工藝為采用加Sb為0.006%~0.010%。經(jīng)試驗(yàn)證明加Sb為0.006°/。~0.008%時(shí)，因?yàn)镾b可使球墨鑄鐵基體組織中的珠光體數(shù)量增加，所以對(duì)于韌性(延伸率》12%、平均低溫沖擊功》10J)要求高的風(fēng)電類鑄件是不適用的。風(fēng)電鑄件采用鐵素體基體的球鐵材質(zhì)，球墨鑄鐵的基體一般以鐵素體為主，允許少量珠光體，鐵素體基體的球鐵一般要求基體中鐵素體的含量小于10%，大型風(fēng)力發(fā)電采用鐵素體球鐵要求鐵素體含量不超過(guò)7%。(2)國(guó)外原材料特別是生鐵質(zhì)量好，一般采用加拿大生鐵和澳大利亞生鐵，其微量元素和有害元素比國(guó)內(nèi)生鐵低很多。國(guó)內(nèi)原材料中對(duì)球化有害的雜質(zhì)元素相對(duì)較高，必須加入適量的稀土，但稀土易產(chǎn)生石墨變異，加入一定量的Sb之后，銻與稀土達(dá)到平衡，減少稀土存在引起的石墨形貌變異。(3)公司采用沖天爐和電爐雙聯(lián)熔煉，利用沖天爐的正常燒損，原鐵水中雜質(zhì)元素含量下降，經(jīng)脫硫處理后，S含量比較低(S<0.015%)，因而我們采用低稀土含量的球化劑進(jìn)行球化處理。因?yàn)镾b是用來(lái)平衡稀土引起石墨球變異的傾向，所以低稀土含量的球化劑可使Sb的加入量也降低。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的之一是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種延伸率和沖擊值達(dá)到并超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)要求值、而且保證抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度也達(dá)到了要求的大斷面鐵素體球鐵。3本發(fā)明的另一目的是提供一種上述鐵素體球鐵的制備工藝。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，，所述大斷面鐵素體球鐵中包含如下重量百分含量的各組份C含量為3.6%3.9%，Si含量為1.7%~3.0%，Mn含量為0.1%~0.4%，Mg含量為0.035%0.050%，Sb含量為0.002%~0.004%，雜質(zhì)元素為P和S，控制雜質(zhì)中P含量《0.040。/。，控制雜質(zhì)中S含量《0.015。/。，其余為鐵。制備大斷面鐵素體球鐵的工藝如下將已經(jīng)在沖天爐中熔化并經(jīng)脫硫處理后的鐵水，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)包加入電爐升溫增碳處理，使鐵水溫度升至14501480'C出電爐進(jìn)入澆包，在澆包內(nèi)進(jìn)行球化、孕育處理；在球化、孕育處理時(shí)現(xiàn)將球化劑放入澆包內(nèi)，球化劑的加入量為鐵水重量的1.1%~1.3%;再加入鐵水重量0.0015%~0.0030%的Sb粉末，并使所述Sb粉末覆蓋在球化劑表面，在Sb粉末表面再覆蓋鐵水重量0.2~0.3%的75硅鐵；將鐵水沖入澆包內(nèi)，球化反應(yīng)溫度為1400~1430°C，球化時(shí)間為60-100秒；在澆注前，再將孕育劑加入所述澆包內(nèi)，孕育劑的加入量為鐵水重量的0.4%0.6%，孕育時(shí)間控制在3040秒；所述孕育劑中Si的重量百分含量為70.0%80.0%，其余為鐵；在所述球化劑中稀土的重量百分含量為0.6%~2.0%，Mg的重量百分含量為6.0%~9.0%，Si的重量百分含量為40.0%~46.0%，其余為鐵；最終使大斷面鐵素體球鐵中包含如下重量百分含量的各組份C含量為3.6%~3.9%，Si含量為1.7%~3.0%，Mn含量為0.1%~0.4%，Mg含量為0.035%~0.050%，Sb含量為0.002%~0.004%，雜質(zhì)元素為P和S，控制雜質(zhì)中P含量《0.040。/。，控制雜質(zhì)中S含量《0.015。/。，其余為鐵。本發(fā)明的鐵素體球鐵延伸率和沖擊值達(dá)到并超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)要求值，而且保證抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度也達(dá)到了要求，制備方法簡(jiǎn)單易行。圖1是實(shí)施例1的大斷面鐵素體球鐵的金相照片。圖2是實(shí)施例2的大斷面鐵素體球鐵的金相照片。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例110噸熔融的鐵水在沖天爐中經(jīng)脫硫處理后經(jīng)中轉(zhuǎn)包加入電爐升溫，將鐵水溫度升至1450'C出電爐，在澆包內(nèi)進(jìn)行球化、孕育處理；球化、孕育處理將升溫后的鐵水共計(jì)5噸倒入澆包內(nèi)進(jìn)行球化、孕育處理，球化反應(yīng)溫度為1400°C，根據(jù)倒入的鐵水重量制作球化劑的各組份，球化劑的重量為鐵水的重量的1.1%，球化劑的加入量合55kg，采用球化劑中Re的重量百分含量為0.6%，計(jì)330克，Mg的重量百分含量為6.0%，計(jì)3.3kg，Si的重量百分含量為40.0%，計(jì)22kg，其余為鐵，并根據(jù)倒入的鐵水重量稱取鐵水重量0.0015%的Sb粉末并覆蓋在球化劑表面，Sb粉末計(jì)75克，在Sb粉末表面再覆蓋鐵水重量0.3%的75SiFe，75SiFe計(jì)15kg，將混合有Sb粉末的球化劑以沖入法加入到鐵水中，球化時(shí)間為60秒；根據(jù)倒入的鐵水重量稱取制作孕育劑的組份，孕育劑的加入量為鐵水重量的0.4%，合20kg,控制孕育劑中Si的重量百分含量為70.0%，合14kg，鐵占30%，合6kg，孕育劑在球鐵反應(yīng)近后期分散加入鐵水包中，孕育時(shí)間為30秒。經(jīng)檢測(cè)，該大斷面鐵素體球鐵中包含如下重量百分含量的各組份C含量為3.61%,Si含量為1.73%,Mn含量為0.19°/。，Mg含量為0.035%，Sb含量為0.002%，雜質(zhì)元素為P和S，控制雜質(zhì)中P含量《0.040。/。，控制雜質(zhì)中S含量《0.015e/。，其余為鐵。由圖1金相照片可以看出Sb含量為0.0020%時(shí)，基本不存在變異石墨，石墨球也比較圓整。其性能見(jiàn)表1。表1試塊類型類別Sb含量％抗拉強(qiáng)度(MPa)屈服強(qiáng)度(MPa)延伸率(％)-20°C沖擊值(J)球化率(％)附鑄試塊為70mmQT權(quán)-18AL標(biāo)準(zhǔn)值—3702401210實(shí)施例10.002%388247221590實(shí)施例210噸熔融的鐵水在沖天爐中經(jīng)脫硫處理后經(jīng)中轉(zhuǎn)包加入電爐升溫，將鐵水溫度升至148(TC出爐，在澆包內(nèi)進(jìn)行球化、孕育處理；球化、孕育處理將升溫增碳處理后的鐵水5噸倒入澆包內(nèi)進(jìn)行球化、孕育處理，球化反應(yīng)溫度為1430°C，根據(jù)倒入的鐵水重量取制作球化劑的各5組份，球化劑的重量為鐵水的重量的1.3%倍，計(jì)65kg，控制球化劑中Re的重量百分含量為2.0%，計(jì)1.3kg，Mg的重量百分含量為9.0%，計(jì)5.85kg，Si的重量百分含量為46.0%，計(jì)29.9kg，其余為鐵。并根據(jù)倒入的鐵水重量稱取鐵水重量0.0030%的Sb粉末并覆蓋在球化劑表面，Sb粉末計(jì)150克，在Sb粉末表面再覆蓋鐵水重量0.2%的75SiFe，75SiFe計(jì)10kg，將覆蓋有Sb粉末的球化劑以沖入法加入到鐵水中，球化時(shí)間為100秒；根據(jù)倒入的鐵水重量稱取制作孕育劑的組份，孕育劑的加入量為鐵水重量的0.6%，共計(jì)30kg，控制孕育劑中Si的重量百分含量為80.0%，計(jì)24kg，其余為鐵，孕育劑在球鐵反應(yīng)近后期分散加入鐵水包中，孕育時(shí)間為40秒。經(jīng)檢測(cè)，該大斷面鐵素體球鐵中包含如下重量百分含量的各組份C含量為3.89%，Si含量為2.95%,Mn含量為0.37%,Mg含量為0.050%，Sb含量為0.004%，雜質(zhì)元素為P和S，控制雜質(zhì)中P含量《0.040"5/。，控制雜質(zhì)中S含量《0.015y。，其余為鐵。由圖2金相照片可以看出Sb含量為0.0040%時(shí)，基本不存在變異石墨，石墨球也很圓整。其性能見(jiàn)表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>通過(guò)表1和表2可以看出Sb含量為0.0020%和0.0040%時(shí)，不僅延伸率和沖擊值達(dá)到并超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)要求值，而且抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度也達(dá)到了要求。也就是通過(guò)此種工藝得到的材料不僅能夠提高材料韌性，而且能夠達(dá)到性能要求。權(quán)利要求1、一種大斷面鐵素體球鐵，其特征在于，所述大斷面鐵素體球鐵中包含如下重量百分含量的各組份C含量為3.6％～3.9％，Si含量為1.7％～3.0％，Mn含量為0.1％～0.4％，Mg含量為0.035％～0.050％，Sb含量為0.002％～0.004％，雜質(zhì)元素為P和S，控制雜質(zhì)中P含量≤0.040％，控制雜質(zhì)中S含量≤0.015％，其余為鐵。2、制備權(quán)利要求1所述大斷面鐵素體球鐵的工藝，其特征是所述工藝包含如下步驟將已經(jīng)在沖天爐中熔化并經(jīng)脫硫處理后的鐵水，再經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)包加入電爐升溫增碳處理，使鐵水溫度升至1450148(TC出爐進(jìn)入澆包，在澆包內(nèi)進(jìn)行球化、孕育處理；在球化、孕育處理時(shí)現(xiàn)將球化劑放入澆包內(nèi)，球化劑的加入量為鐵水重量的1.1%~1.3°/。；再加入鐵水重量0.0015%~0.0030%的Sb粉末，并使所述Sb粉末覆蓋在球化劑表面，在Sb粉末表面再覆蓋鐵水重量0.2~0.3%的75硅鐵；將鐵水沖入澆包內(nèi)，球化反應(yīng)溫度為1400~1430°C，球化時(shí)間為60~100秒；在澆注前，再將孕育劑加入所述澆包內(nèi)，孕育劑的加入量為鐵水重量的0.4%0.6%，孕育時(shí)間控制在30-40秒；所述孕育劑中Si的重量百分含量為70.0%~80.0°/。，其余為鐵；在所述球化劑中稀土的重量百分含量為0.6%~2.0%,Mg的重量百分含量為6.0%~9.0%，Si的重量百分含量為40.0%~46.0%，其余為鐵；最終使大斷面鐵素體球鐵中包含如下重量百分含量的各組份C含量為3.6%~3.9%，Si含量為1.7°/03.0%，Mn含量為0.1%~0.4%，Mg含量為0.035%~0.050%，Sb含量為0.002%~0.004%，雜質(zhì)元素為P和S，控制雜質(zhì)中P含量《0.040。/。，控制雜質(zhì)中S含量《0.015Q/。，其余為鐵。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種大斷面鐵素體球鐵，本發(fā)明還公開(kāi)了一種大斷面鐵素體球鐵的制備工藝。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述大斷面鐵素體球鐵包含如下重量百分含量的各組份C含量為3.6％～3.9％，Si含量為1.7％～3.0％，Mn含量為0.1％～0.4％，Mg含量為0.035％～0.050％，Sb含量為0.002％～0.004％，雜質(zhì)元素為P和S，控制雜質(zhì)中P含量≤0.040％，控制雜質(zhì)中S含量≤0.015％，其余為鐵。本發(fā)明的鐵素體球鐵延伸率和沖擊值達(dá)到并超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)要求值，而且保證抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度也達(dá)到了要求，制備方法簡(jiǎn)單易行。文檔編號(hào)C22C33/00GK101497956SQ20091002577公開(kāi)日2009年8月5日申請(qǐng)日期2009年3月9日優(yōu)先權(quán)日2009年3月9日發(fā)明者俞旭如,鑫劉,周益中,怡方,李川度,王秋新,敏蘇,蔡佳佳申請(qǐng)人:無(wú)錫一汽鑄造有限公司