[发明专利]一种高硅耐热球铁制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及铸铁加工领域，具体涉及稀土镁钙与低硅镁团块球化剂混合，对铁水进行球化处理及采用复合孕育的高硅耐热球铁制备方法。

背景技术

球墨铸铁不仅具有高的强度、良好的韧性性能指标，同时还兼备了较好的耐热性能。因此，该材料广泛应用于制造汽车排气管、增压器壳体等耐热零件。目前，已知的制备的高硅耐热球铁由于组织中铁素体含量和球化级别低，材料的耐热温度低于850℃，影响了铸件的使用寿命。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种高硅耐热球铁的制备方法，是采用稀土镁钙与低硅镁团块球化剂按一定比例混合，对原铁水进行球化处理，以及采用75硅铁合金和硅钡合金孕育剂对铁水进行二次复合孕育，稳定生产耐热温度≥850℃的高硅耐热球铁材料。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种高硅耐热球铁的制备方法，以重量百分比计，包括以下步骤： 1）配料、2）球化剂配置、3）球化处理、4）孕育处理、5）炉前试样和快速金相检验、6）扒渣覆盖、7）浇注；其特征在于：

1）配料：铁水化学成分： C：2.5～3.1％、Si：4.7～5.2％、Mn：0.3～0.5％、Cr：0.1～0.3%、磷P：≤0.07％、硫S：≤0.02％、Mg：0.025～0.035%、Re：0.012～0.02%、其余为铁；

2）配置混合球化剂：50%稀土镁钙和50%低硅镁团块球化剂混合配置成混合球化剂；

其中：稀土镁钙成分为：Re：1.5～2.5％、Ca：3～5％、Mg：6～8％、Si：43～47％，其余为铁；

    低硅镁团块球化剂成分为：Mg：6～8％、Si：≤10％、其余为铁。

3）球化处理：将铁水处理温度控制在1430~1440℃时，加入混合球化剂，加入量为铁水重量的1.2～1.4%，球化反应时间为1.5～2分钟；

4）孕育处理：采用出铁槽冲入一次孕育法与随流二次孕育法，出铁槽一次孕育法采用75硅铁合金孕育剂，加入量为铁水重量的1.0-1.2%，随流二次孕育采用硅钡合金孕育剂，加入量为铁水重量的0.15-0.3%；

所述的硅钡合金孕育剂的成分为：Ba 4-6％，Ca 1-2％，Si 65-70％，Al 1-2％，其余为铁；75硅铁合金孕育剂的成分为：Si72-80%、Cr≤0.5%、P≤0.5%、S≤0.04%、C≤0.02%，其余为铁；铁水重量波动±5％。

5）炉前试样和快速金相检验：采用炉前试样和快速金相检验铁水球化效果，炉前试样尺寸为φ20mm；

6）扒渣覆盖：采用铁水重量0.2％的珍珠岩除渣剂进行扒渣1～2次，用铁水重量0.2～0.3％的珍珠岩保温覆盖剂在铁水表面形成35~40mm左右厚的保温覆盖层，防止包内铁水快速降温及球化元素的自然逸出；

7）浇注：球化处理后，在15～17分钟时间内将铁水浇注完毕。

本发明的有益效果：采用稀土镁钙+低硅镁团块混合球化剂球化处理，75铁硅合金一次孕育和硅钡合金二次孕育处理后，制备的高硅耐热球铁的球化率≥95％、球化级别1-2级，基体中铁素体体含量≥90％、铸铁抗拉强度σ_b≥520～580 Mpa、硬度HB185～230、延伸率δ≥10～14％、耐热温度≥850℃。

具体实施方式

实例1：

一种高硅耐热球铁的制备方法，以重量百分比计，工业电炉炉排配件，工作温度850～900℃，包括以下步骤： 

1、配料：铁水化学成分： C：2.5～3.1％、Si：4.7～5.2％、Mn：0.3～0.5％、Cr：0.1～0.3%、磷P：≤0.07％、硫S：≤0.02％、Mg：0.025～0.035%、Re：0.012～0.02%、其余为铁；

2、球化剂配置：50%稀土镁钙和50%低硅镁团块球化剂混合配置成混合球化剂；其中：稀土镁钙成分为：Re：1.5～2.5％、Ca：3～5％、Mg：6～8％、Si：43～47％，其余为铁；低硅镁团块球化剂成分为：Mg：6～8％、Si：≤10％，其余为铁。

3、球化处理：将铁水处理温度控制在1430~1440℃，加入步骤2的球化剂，加入量为铁水重量的1.2～1.4%，球化反应时间1.5～2分钟。