[发明专利]一种新型奥氏体球铁生产及改进工艺

说明书

技术领域

    本发明属于金属材料生产技术领域，特别涉及一种新型奥氏体球铁生产及改进工艺。

背景技术

奥氏体球铁是由奥氏体基体、球状石墨以及碳化物所组成的，由于镍能无限溶于铁中，只要有足够的加入量，就可在室温下获得单一的奥氏体组织，通常奥氏体球铁的常温力学性能好，高温蠕变极限高，具有极好的抗热冲击性、耐腐蚀性和高温抗氧化性，因此被广泛应用于汽车排气管、增压器壳体、工业锅炉等高温环境。

在现有的奥氏体球铁铸件中，为追求性能的优越度，多采用高镍制件，申请号为201410125453.7的发明涉及一种高镍奥氏体球铁用球化剂，球化剂的组份按质量百分比，包括镍 ：25%～ 35%，镁 ：8% ～ 15%，硅 ：＞ 30% ～ 40%，稀土 ：≤ 0.1%，以及余量为铁及不可避免的杂质，球化剂粒径在10 ～ 20mm。该发明具有能降低氧化镁含量，能提高镁收得率，提高球化率和生产效率，制造成本较低的特点。申请号为201410000565.X的发明涉及一种高 Ni 奥氏体球铁排气管的生产方法，经配料、熔化、球化处理、浇注及炉前化验而完成。炉料配比为：生铁 30%±0.5%，废钢10%±0.5%、回炉料20%±0.5%、高纯镍30%±0.3%、锰铁合金1%±0.1%、硅铁合 金6.4%±0.2%、铬铁合金 2.2%±0.1% 以及电解铜0.4%±0.1%。熔化时，先加入高纯镍，后加入其它合金，原铁水的Si含量为3.4%～3.6% ；球化处理时，球化剂选用 Mg 含量在 18% ～ 20% 的 Ni-Mg 合金 ；铁水的球化处理温度为 1600℃～ 1620℃ ；浇注时，采用长效孕育剂和 75FeSi，加入量均为熔化重量的 0.5% ；并采用熔化重量 0.2% 的瞬时孕育，浇注温度为1420℃～1460℃。实验证明，采用本发明之生产工艺制做的柴油机排气管，成品率达到 90% 以上。

以目前应用最广泛的是德国牌号的GGG-NiSiCr3552为例，它被誉为是奥氏体球铁中，性能最优异的材料之一，但其与上述所涉及的类型都具有有镍含量过高的缺点，约为25%～ 35%左右，导致这些类型的球铁价格过于昂贵，难以在汽车排气管大范围应用，仅在一些重要的零件上应用，因此需要一种与GGG-NiSiCr3552性能相近但是成本较低的替代品，使其能够广泛应用于金属铸件领域。申请号为200810235041.3的发明公开了一种奥氏体球铁及其生产方法,涉及冶金制造技术领域,特别是奥氏体球铁的熔炼技术。包括熔化、精炼、浇注,形成的奥氏体球铁的各成份的质量份分别为:C 2.80～3.00%、SI 2.00～3.00%、MN 0.50～1.50%、NI 18.00～22.00%、CR 1.00～2.50%，虽然镍含量得到了有效控制，但还可以通过配比的合理分配，取得更优效果。

发明内容

    本发明是为了弥补现有技术的上述不足，提供一种新型奥氏体球铁生产及改进工艺，具有成本低、应用范围广的特点，常温静态性能与高温动态性能均达到或超过高镍球铁的要求。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：一种新型奥氏体球铁生产及改进工艺，其中，奥氏体球铁各生产成份的质量份数配比如下：C 2.5%~2.6%、Si4.6%~4.8%、Mn0.55%~0.65% 、Ni19%~20%、Cr1.55%~1.65%。  

奥氏体球铁熔炼生产时的配料质量份数配比为：58%回炉料、30.95%生铁、7.7%镍板、2%的75A型号硅铁、0.25%电解锰、1.1%铬铁。

作为优选，奥氏体球铁各生产成份的质量份数配比可具体为：C 2.5%、Si 4.6%、Mn 0.55% 、Ni 20%、Cr 1.65%。

进一步地，奥氏体球铁各生产成份的质量份数配比可具体为：C 2.6%、Si 4.7%、Mn 0.6% 、Ni 19.5%、Cr 1.6%。

进一步地，奥氏体球铁各生产成份的质量份数配比可具体为：C 2.55%、Si 4.8%、Mn 0.6% 、Ni 19%、Cr 1.55%。

球铁生产进行球化处理时，采用包深径比较大，即铁水包深度与内径之比较大的浇包进行铁水处理，球化处理包窝深度在200mm~250mm,包窝宽度选取地面直径的1/3。

球铁生产进行球化处理时，球化反应时间控制在40S以上，铁水浇注时间控制在6分钟以内。

球铁生产的球化工艺采用包内处理法，最下层为镍镁合金，压包后残留镁量必须大于或等于0.06%。