一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法，其依次包括以下步驟，爐料熔煉、出鐵球化和孕育處理、澆注成型。本發(fā)明采用球化處理和兩次隨流孕育處理，并在球化處理中控制球化劑的加入量、球化劑的粒度和儲(chǔ)存條件、球化劑的組成及其所占的重量百分比，在兩次孕育處理中控制孕育劑的加入量、孕育劑的組成及其所占的重量百分比，以及控制爐料中微量有害元素硫、錳、磷的含量，使得采用本發(fā)明的鑄造方法生產(chǎn)的薄壁球墨鑄鐵件球化不良現(xiàn)象消除，球化衰退、皮下氣孔廢品率均趨近于零。
【專利說明】一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑄造方法，具體涉及一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壁薄(壁厚4±0.75mm)等原因使得一些球墨鑄鐵件按照常規(guī)的鑄造工藝很難取得好的效果，比如球化和孕育處理工藝是控制難點(diǎn)，尤其是工藝中使用的球化劑和孕育劑的含量以及各組分所占百分比最為影響鑄鐵件的石墨形態(tài)、力學(xué)性能，在現(xiàn)有技術(shù)中往往球化劑和孕育劑的投入量大但效果不佳，具體表現(xiàn)在球化不良、球化衰退、皮下氣孔現(xiàn)象，據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示因皮下氣孔產(chǎn)生的鑄件廢品率高達(dá)4.3%，占球墨鑄鐵件總廢品率的15%，球化衰退造成的鑄件廢品率平均達(dá)12%，占球墨鑄鐵件總廢品率的60%。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決【背景技術(shù)】中的不足，本發(fā)明的目的在于克服【背景技術(shù)】的缺陷，提供一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法，降低球化劑使用量的同時(shí)解決球化不良、球化衰退現(xiàn)象，同時(shí)降低鑄件的廢品率。
[0004]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法，其依次包括以下步驟，爐料熔煉、出鐵球化和孕育處理、澆注成型，其特征在于:
所述爐料熔煉步驟包括爐料配置及熔煉，爐料配置的重量百分比為:生鐵30-55%、廢鋼15~30%、球鐵回爐料30~45% ;中頻感應(yīng)熔煉爐，出鐵水溫度148(Tl530°C ；
所述出鐵球化和孕育處理步驟包括采用球化劑和硅鐵一起加入的澆包內(nèi)凹坑沖入法球化處理，和二次隨流孕育處理，且二次孕育處理分別為:第一次澆包內(nèi)隨流孕育處理，第二次型內(nèi)隨流孕育處理，所述球化劑的加入量為出爐鐵水總重量的0.8^1.3%，且其組成成分及重量百分比為:Mg 5~10%、Ca I~6.5%、Ba I~8%、Bi 0.3~0.8%、Si 38~50%、占Ba使用量0.3~0.8的Al，其余為Fe ；
所述澆注成型步驟中，澆注溫度為1340-1440°C。
[0005]本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括所述球化劑的加入量為出爐鐵水總重量的1.1%，且其組成成分及重量百分比為:Mg 6~8%、Ca2.5~5%、Ba 3~6%、Bi 0.5~0.7%、Si40~46%、占Ba使用量0.4~0.6的Al，其余為Fe。
[0006]本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括所述球化劑碾碎烘干后置于80-100?下封存待用，且碾碎后的球化劑粒度為1.2^1.5mm。
[0007]本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括所述第一次孕育處理和第二次孕育處理中加入孕育劑的量分別為出爐鐵水總重量的0.3%、0.1-0.15%，且其組成成分及重量百分比為:Si 73~78%、Ba 1.0~2.0%、Ca 1.0~2.0%、Al 1.0~2.0%。
[0008]本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括所述爐料的加入順序依次為:球鐵回爐料-生鐵-廢鋼-球鐵回爐料。[0009]本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括所述生鐵為小塊生鐵，其直徑為3~5mm，且其硫含量的重量百分比小于0.025%、錳含量的重量百分比小于0.2%、磷含量的重量百分比小于 0.045%ο
[0010]本發(fā)明的有益之處在于:本發(fā)明的一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法，采用球化處理和兩次隨流孕育處理，并在球化處理中控制球化劑的加入量、球化劑的粒度和儲(chǔ)存條件、球化劑的組成及其所占的重量百分比，在兩次孕育處理中控制孕育劑的加入量、孕育劑的組成及其所占的重量百分比，以及控制爐料中微量有害元素硫、錳、磷的含量，使得采用本發(fā)明的鑄造方法生產(chǎn)的薄壁球墨鑄鐵件球化不良現(xiàn)象消除，球化衰退、皮下氣孔廢品率均趨近于零。
【具體實(shí)施方式】
[0011]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本發(fā)明方案，并使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0012]一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法，其依次包括以下步驟，爐料熔煉、出鐵球化和孕育處理、澆注成型，
所述爐料熔煉步驟包括爐料配置及熔煉，爐料配置的重量百分比為:生鐵30-55%、廢鋼15~30%、球鐵回爐料30~45% ;中頻感應(yīng)熔煉爐，出鐵水溫度148(Tl530°C ；
所述出鐵球化和孕育處理步驟包括采用球化劑和硅鐵一起加入的澆包內(nèi)凹坑沖入法球化處理，和二次隨流孕育處理，且二次孕育處理分別為:第一次澆包內(nèi)隨流孕育處理，第二次型內(nèi)隨流孕育處理，所述球化劑的加入量為出爐鐵水總重量的0.8^1.3%，且其組成成分及重量百分比為:Mg 5~10%、Ca I~6.5%、Ba I~8%、Bi 0.3~0.8%、Si 38~50%、占Ba使用量
0.3~0.8的Al，其 余為Fe ；
所述澆注成型步驟中，澆注溫度為134(T1440°C。
[0013]進(jìn)一步的，所述球化劑的加入量為出爐鐵水總重量的1.1%，且其組成成分及重量百分比為:Mg 6~8%、Ca2.5~5%、Ba 3~6%、Bi 0.5~0.7%、Si 40~46%、占 Ba 使用量 0.4~0.6 的Al，其余為Fe。Mg是球化劑的主要組成成分，Mg含量不足，將導(dǎo)致爐前球化不良，爐后球化衰退，而Mg過量，球墨惡化為橢圓、殘缺圓形、蠕蟲狀，同時(shí)出現(xiàn)大量滲碳體，并導(dǎo)致球數(shù)減少，本發(fā)明球化劑中Mg含量的最終確定，是綜合考慮上述因素得出；Ca能有效抑制鎂的反映速度，提高鎂的利用率和穩(wěn)定殘留鎂；Ba的加入使得球化劑的抗球化衰退能力大大增強(qiáng)，Ba在球化處理的同時(shí)，也發(fā)揮自己的孕育作用，有棉線的球化長(zhǎng)效性；Bi是一種表面活性元素，可在小截面得到顯著增加的石墨球數(shù)，使石墨分布更加均勻；A1強(qiáng)烈促進(jìn)石墨化元素，具有增加鐵素體含量、抑制游離滲碳體析出的作用，又是鋇合金與水反應(yīng)的最有效抑制劑。本發(fā)明球化劑的組成成分及其重量百分比均是考慮球化劑的綜合特性，以解決球化不良、球化衰退、皮下氣孔為最終目的。
[0014]所述球化劑碾碎烘干后置于80-100?下封存待用，且碾碎后的球化劑粒度為
1.2~L 5mm。
[0015]進(jìn)一步的，所述第一次孕育處理和第二次孕育處理中加入孕育劑的量分別為出爐鐵水總重量的0.3%、0.I~0.15%，且其組成成分及重量百分比為=Si 73~78%、Ba 1.0~2.0%、Ca l.(T2.0%、Al 1.0-2.0%，本發(fā)明球化劑的加入量、組成成分及其重量百分比均是以考慮孕育處理的充分性為最終目的而經(jīng)過多次試驗(yàn)得出的最佳參數(shù)結(jié)果。
[0016]所述爐料的加入順序依次為:球鐵回爐料-生鐵-廢鋼-球鐵回爐料。
[0017]所述生鐵為小塊生鐵，其直徑為:T5mm，且其硫含量的重量百分比小于0.025%、錳含量的重量百分比小于0.2%、磷含量的重量百分比小于0.045%。
[0018]用本發(fā)明的鑄造方法生產(chǎn)QT420-15排氣歧管:
實(shí)施例1
依次經(jīng)過爐料熔煉、出鐵球化和孕育處理、澆注成型；
爐料熔煉步驟包括爐料配置及熔煉，爐料配置的重量百分比為:生鐵30-55%、廢鋼15~30%、球鐵回爐料30-45%，且加入順序?yàn)榍蜩F回爐料-生鐵-廢鋼-球鐵回爐料，其中生鐵為小塊生鐵，其直徑為:T5mm，且其硫含量的重量百分比小于0.025%、錳含量的重量百分比小于0.2%、磷含量的重量百分比小于0.045% ;中頻感應(yīng)熔煉爐，出鐵水溫度148(Tl530°C ；
出鐵球化處理，采用球化劑和硅鐵一起加入的澆包內(nèi)凹坑沖入法球化處理，球化劑碾碎烘干后置于8(T10(TC下封存待用，且碾碎后的球化劑粒度為1.2~1.5mm。所述球化劑的加入量為出爐鐵水總重量的1.1%，且其組成成分及重量百分比為=Mg 6%、Ca2.5%、Ba 3%、Bi 0.5%、Si 40%、占Ba使用量0.4的Al，其余為Fe。
[0019]孕育處理，采用二次隨流孕育處理，且二次孕育處理分別為:第一次澆包內(nèi)隨流孕育處理，第二次型內(nèi)隨流 孕育處理，兩次孕育處理中孕育劑的加入量分別為出爐鐵水總重量的0.3%、0.I~0.15%，且其組成成分及重量百分比為:Si 73~78%、Ba 1.0~2.0%、Ca1.0-2.0%、A1 1.0-2.0%。
[0020]澆注成型中，澆注溫度為1340~1440°C。
[0021]實(shí)施例2
與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，球化劑的組成成分及重量百分比為=Mg 7%、Ca3.8%、Ba
4.5%, Bi 0.6%、Si 43%、占 Ba 使用量 0.5 的 Al，其余為 Fe。
[0022]實(shí)施例3
與實(shí)施例1的區(qū)別僅在于，球化劑的組成成分及重量百分比為:Mg 8%、Ca5%、Ba 6%、Bi
0.7%、Si 46%、占Ba使用量0.6的Al，其余為Fe。
[0023]采用本發(fā)明的鑄造方法之后，球化處理后的鐵液在15min時(shí)澆注的排氣歧管的金相組織具有以下特點(diǎn):石墨球數(shù)多、球墨圓整度高、石墨球徑小、均勻，石墨分布均勻性高、鐵素體99%、珠光體1%、碳化物為零。這樣鑄件不但全部實(shí)現(xiàn)了鑄態(tài)工藝生產(chǎn)，而且解決了球化不良、球化衰退問題，皮下氣孔廢品率趨近于零，并且減少了球化劑的消耗，從開始的
1.8%的使用量縮減為1.1%。
[0024]上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受所述實(shí)施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求所界定的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法，其依次包括以下步驟，爐料熔煉、出鐵球化和孕育處理、澆注成型，其特征在于: 所述爐料熔煉步驟包括爐料配置及熔煉，爐料配置的重量百分比為:生鐵30-55%、廢鋼15~30%、球鐵回爐料30~45% ;中頻感應(yīng)熔煉爐，出鐵水溫度148(Tl530°C ； 所述出鐵球化和孕育處理步驟包括采用球化劑和硅鐵一起加入的澆包內(nèi)凹坑沖入法球化處理，和二次隨流孕育處理，且二次孕育處理分別為:第一次澆包內(nèi)隨流孕育處理，第二次型內(nèi)隨流孕育處理，所述球化劑的加入量為出爐鐵水總重量的0.8^1.3%，且其組成成分及重量百分比為:Mg 5~10%、Ca I~6.5%、Ba I~8%、Bi 0.3~0.8%、Si 38~50%、占Ba使用量0.3~0.8的Al，其余為Fe ； 所述澆注成型步驟中，澆注溫度為134(T1440°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法，其特征在于:所述球化劑的加入量為出爐鐵水總重量的1.1%，且其組成成分及重量百分比為=Mg 6~8%、Ca2.5飛％、Ba3~6%、Bi 0.5~0.7%、Si 40~46%、占Ba使用量0.4~0.6的Al，其余為Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法，其特征在于:所述球化劑碾碎烘干后置于80-100?下封存待用，且碾碎后的球化劑粒度為1.2^1.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法，其特征在于:所述第一次孕育處理和第二次孕育處理中加入孕育劑的量分別為出爐鐵水總重量的0.3%、0.1~0.15%，且其組成成分及重量百分比為:Si 73~78%、Ba 1.0~2.0%、Ca 1.0~2.0%, Al 1.0~2.0%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法，其特征在于:所述爐料的加入順序依次為:球鐵回爐料-生鐵-廢鋼-球鐵回爐料。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種薄壁球墨鑄鐵的鑄造方法，其特征在于:所述生鐵為小塊生鐵，其直徑為3~5mm，且其硫含量的重量百分比小于0.025%、錳含量的重量百分比小于0.2%、磷含量的重量百分比小于0.045%。
【文檔編號(hào)】C21C7/00GK103589940SQ201310523858
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】浦巧生 申請(qǐng)人:吳江市液鑄液壓件鑄造有限公司