專利名稱：一種高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵及其熔煉方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種灰鑄鐵，具體涉及一種高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵及其熔煉方法。
背景技術(shù)：
鑄造熔煉技術(shù)，是通過加入合金從而提高灰鐵250 (HT250)的強(qiáng)度和硬度，并且控制鑄件內(nèi)部的各元素的含量，以及石墨大小、形態(tài)，以達(dá)到灰鐵300(HT300)的機(jī)械性能。而現(xiàn)有的鑄件內(nèi)部鐵素體較多，奧氏體枝晶數(shù)量少，石墨粗長(zhǎng)，從而分割基體，形成許多微小裂紋，因此降低了鑄件的機(jī)械性能，在現(xiàn)有的鑄件中，HT200、HT250的抗拉強(qiáng)度達(dá)不到新產(chǎn)品的要求300N/mm2以上。因此，由要求的HT250變成HT300，通過改變爐料的組成，增加廢鋼的加入量，從而降低碳當(dāng)量，并進(jìn)行爐前孕育處理，此方案由于碳當(dāng)量低，減少了石墨數(shù)量，細(xì)化了石墨，增加了初析奧氏體枝晶量，從而提高了鑄件的強(qiáng)度，但碳當(dāng)量降低會(huì)導(dǎo)致鑄件的性能降低，鑄件斷面敏感性增大，鑄件內(nèi)應(yīng)力增加，硬度增加，加工困難。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的:本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種機(jī)械性能好且易于加工的高含碳量低 合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵及其熔煉方法。技術(shù)方案:本發(fā)明提供了一種高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵，包括如下原料配比(按質(zhì)量百分比):廢鋼28 30%，新生鐵22 25%，回爐料15 18%，留用鐵水28 30%，硅鐵0.3 0.5%,錳鐵0.1 0.3%,錫0.07 0.12%,鉻0.2 0.5%和硅鋇孕育劑0.2 0.4%。進(jìn)一步，還包括除渣劑0.Γ0.3%，可有效去除鐵水中的熔渣和雜質(zhì)，減少合金元素的流失，同時(shí)消除鑄件夾渣，提高鑄件質(zhì)量。進(jìn)一步，還包括增碳劑0.Γ0.8%，可有效減小新生鐵的使用量，提高廢鋼的使用量以達(dá)到增碳效果。上述高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵的熔煉方法，包括以下步驟:
(1)在留用鐵水中加入廢鋼、新生鐵、回爐料、硅鐵和錳鐵，將溫度升高至153(Tl550°C;
(2)加入錫、鉻和硅鋇孕育劑，保持溫度并靜置；
(3)通過光譜分析，調(diào)整含碳量在3.25 3.35%，含硅量在1.7 1.8%，含錳量在0.6%以下，含磷硫量在0.1%以下；
(4)澆注，且澆注溫度控制在149(Tl520°C。優(yōu)選地，步驟(2)中所述的加入錫、鉻和硅鋇孕育劑之前，還使用除渣劑除渣，同時(shí)加入增碳劑。優(yōu)選地，步驟(3)中所述的含硅量用75%硅鐵調(diào)整，含錳量用65%錳鐵調(diào)整，用以阻止灰鑄鐵中形成碳化物，促進(jìn)石墨的析出，同時(shí)較低的合金量可控制鑄件的斷面敏感性在較小的范圍，保證了灰鑄鐵的機(jī)械性能。優(yōu)選地，在步驟(4)中所述的澆注前，先澆注爐前三角試塊用以判斷碳當(dāng)量，觀察白口寬度，控制在3mm以下，此時(shí)鑄造后的鑄件保證了強(qiáng)度，但是加工時(shí)不會(huì)影響切削性能，易于再加工。有益效果:本發(fā)明的灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度達(dá)到300N/mm2以上，同時(shí)鐵水的流動(dòng)性好，鑄件的各項(xiàng)性能指標(biāo)都表現(xiàn)良好，在保持碳當(dāng)量的同時(shí)，具有較高的碳量和較低的硅量，這樣在添加合金后獲得最好的強(qiáng)度和斷面均勻性，可防止硅增加鐵素體、粗化珠光體或中和合金元素，同時(shí)在機(jī)加工后沒有內(nèi)部縮松的信息，三角試塊的寬度降低至3_以下，而鑄件的硬度仍可保持在ΗΒ18(Γ220，鑄件薄壁處未出現(xiàn)白口現(xiàn)象。


圖1本發(fā)明所述三角試塊的正視 圖2本發(fā)明所述三角試塊的側(cè)視 圖3為本發(fā)明所述三角試塊的白口寬度的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明的保護(hù)范圍不局限于所述實(shí)施例。實(shí)施例:
實(shí)施例1:一種高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵，包括如下原料配比(按質(zhì)量百分t匕):廢鋼28%，新生鐵22%，回爐料17%,留用鐵水28%，硅鐵0.4%，錳鐵0.2%，錫0.07%,鉻
0.2%，硅鋇孕育劑0.2%，除渣劑0.1 %和增碳劑0.4%。

高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵的熔煉方法，包括以下步驟:
(1)在留用鐵水中加入廢鋼、新生鐵、回爐料、硅鐵和錳鐵，將溫度升高至153(Tl550°C;
(2)使用除渣劑除渣，同時(shí)加入增碳劑，加入錫、鉻和硅鋇孕育劑，保持溫度并靜置；
(3)通過光譜分析，調(diào)整含碳量在3.25 3.35%，用75%硅鐵調(diào)整含硅量在1.7 1.8%，用65%錳鐵調(diào)整含錳量在0.6%以下，控制含磷硫量在0.1%以下；
(4)澆注爐前三角試塊(如圖1、2、3所示)用以判斷碳當(dāng)量，圖中三角試塊b=15mm，h=30mm, l=100mm，觀察白口寬度b’，控制在3mm以下，澆注，且澆注溫度控制在1490°C。上述灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度達(dá)到305 N/mm2，布氏硬度為210HBW。實(shí)施例2:—種高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵，包括如下原料配比(按質(zhì)量百分比):廢鋼29%，新生鐵23%，回爐料15%，留用鐵水29%，硅鐵0.3%，錳鐵0.1%，錫0.09%,鉻
0.3%，硅鋇孕育劑0.3%，除渣劑0.2%和增碳劑0.6%。高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵的熔煉方法，包括以下步驟:
(1)在留用鐵水中加入廢鋼、新生鐵、回爐料、硅鐵和錳鐵，將溫度升高至153(Tl550°C;
(2)使用除渣劑除渣，同時(shí)加入增碳劑，加入錫、鉻和硅鋇孕育劑，保持溫度并靜置；
(3)通過光譜分析，調(diào)整含碳量在3.25 3.35%，用75%硅鐵調(diào)整含硅量在1.7 1.8%，用65%錳鐵調(diào)整含錳量在0.6%以下，控制含磷硫量在0.1%以下；
(4)澆注爐前三角試塊(如圖1、2、3所示)用以判斷碳當(dāng)量，圖中三角試塊b=15mm，h=30mm, l=100mm，觀察白口寬度b’，控制在3mm以下，澆注，且澆注溫度控制在1510°C。上述灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度達(dá)到320 N/mm2，布氏硬度為220HBW，此時(shí)灰鑄鐵的機(jī)械性能最佳。實(shí)施例3:—種高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵，包括如下原料配比(按質(zhì)量百分比):廢鋼30%,新生鐵25%，回爐料18%，留用鐵水30%,硅鐵0.5%，猛鐵0.3%，錫0.12%，鉻
0.5%，硅鋇孕育劑0.4%，除渣劑0.3%和增碳劑0.8%。高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵的熔煉方法，包括以下步驟:
(1)在留用鐵水中加入廢鋼、新生鐵、回爐料、硅鐵和錳鐵，將溫度升高至153(Tl550°C;
(2)使用除渣劑除渣，同時(shí)加入增碳劑，加入錫、鉻和硅鋇孕育劑，保持溫度并靜置；
(3)通過光譜分析，調(diào)整含碳量在3.25 3.35%，用75%硅鐵調(diào)整含硅量在1.7 1.8%，用65%錳鐵調(diào)整含錳量在0.6%以下，控制含磷硫量在0.1%以下；
(4)澆注爐前三角試塊(如圖1、2、3所示)用以判斷碳當(dāng)量，圖中三角試塊b=15mm，h=30mm, l=100mm，觀察白口寬度b’，控制在3mm以下，澆注，且澆注溫度控制在1520°C。上述灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度達(dá)到310 N/mm2，布氏硬度為200HBW。如上所述，盡管參照特定的優(yōu)選實(shí)施例已經(jīng)表示和表述了本發(fā)明，但其不得解釋為對(duì)本發(fā)明自身的限制。在不脫離所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍前提下，可對(duì)其在形式上和細(xì)節(jié) 上作出各種變化。
權(quán)利要求
1.一種高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵，其特征在于:包括如下原料配比(按質(zhì)量百分比):廢鋼28 30%，新生鐵22 25%，回爐料15 18%，留用鐵水28 30%，硅鐵0.3 0.5%，錳鐵0.1 0.3%,錫0.07 0.12%,鉻0.2 0.5%和硅鋇孕育劑0.2 0.4%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度灰鑄鐵，其特征在于:還包括除渣劑0.Γ0.3%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強(qiáng)度灰鑄鐵，其特征在于:還包括增碳劑0.4^0.8%。
4.按權(quán)利要求1所述的高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵的熔煉方法，其特征在于:包括以下步驟: (1)在留用鐵水中加入廢鋼、新生鐵、回爐料、硅鐵和錳鐵，將溫度升高至153(Tl550°C; (2)加入錫、鉻和硅鋇孕育劑，保持溫度并靜置； (3)通過光譜分析，調(diào)整含碳量在3.25 3.35%，含硅量在1.7 1.8%，含錳量在0.6%以下，含磷硫量在0.1%以下； (4)澆注，且澆注溫度控制在149(Tl520°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵的熔煉方法，其特征在于:步驟(2)中所述的加入錫、鉻和硅鋇孕育劑之前，使用除渣劑除渣，同時(shí)加入增碳劑。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵的熔煉方法，其特征在于:含硅量用75%硅鐵調(diào)整，含錳量用65%錳鐵調(diào)整。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵的熔煉方法，其特征在于:在步驟(4)中所述的澆注前，先澆注爐前三角試塊，觀察白口寬度，控制白口寬度在3mm以下。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高含碳量低合金化的高強(qiáng)度灰鑄鐵，包括如下原料配比(按質(zhì)量百分比)廢鋼28~30%，新生鐵22~25%，回爐料15~18%，留用鐵水28~30%，硅鐵0.3～0.5%，錳鐵0.1～0.3%，錫0.07~0.12%，鉻0.2~0.5%和硅鋇孕育劑0.2~0.4%；本發(fā)明的灰鑄鐵的抗拉強(qiáng)度達(dá)到300N/mm2以上，同時(shí)鐵水的流動(dòng)性好，鑄件的各項(xiàng)性能指標(biāo)都表現(xiàn)良好，在添加合金后獲得最好的強(qiáng)度和斷面均勻性，可防止硅增加鐵素體、粗化珠光體或中和合金元素，同時(shí)在機(jī)加工后沒有內(nèi)部縮松的信息，三角試塊的寬度降低至3mm以下，而鑄件的硬度仍可保持在HB180~220，鑄件薄壁處未出現(xiàn)白口現(xiàn)象。
文檔編號(hào)C22C33/08GK103088250SQ20131003296
公開日2013年5月8日 申請(qǐng)日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者湯雄, 湯偉, 湯志賢 申請(qǐng)人:南京市溧水中山鑄造有限公司