[发明专利]一种球铁铸件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于铸造技术领域，尤其是涉及一种球铁铸件及其制造方法。

背景技术

球墨铸铁是20世纪五十年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其金相组织由石墨球和基体组织组成，GB/T9441-2009《球墨铸铁金相检验》把石墨球按圆整度的高低分为6级，球化率高，球铁的塑性和韧性就好；石墨球按尺寸大小分成六级，减小石墨球径，增加石墨球在单位面积的个数可以明显地提高球铁的强度、塑性和韧性。球铁的基体组织主要有铁素体、珠光体、奥氏体、贝氏体、马氏体，以及渗碳体和磷共晶等，其中，渗碳体和磷共晶可以强烈降低球铁的抗拉强度、延伸率和冲击韧性，故应避免渗碳体和磷共晶的出现。与石墨呈片状的灰铸铁相比，球铁的抗拉强度、延伸率和冲击韧性均大幅度提高，例如：经过合金化和热处理过的球铁抗拉强度可以高达1400MPa；铁素体基体的球铁延伸率可达22％以上，-40℃时V型缺口试样的冲击值可达12J以上。

球铁已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件，正是基于其优异的性能，相对较低的成本，因此，球墨铸铁已迅速发展为仅次于灰铸铁的、应用十分广泛的铸铁材料。

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，有效地提高了铸铁的机械性能，特别是提高了塑性和韧性，从而得到比碳钢还高的强度。铸件一般都是通过热处理正火提高基体中的珠光体，来达到性能要求的。为节约热处理成本，现有工艺是在生产以上铸件时，炉前配料加入了锰、铜和锡。而铜、锡等贵重金属虽然能使铸件铸态达到技术条件所要求的金相组织和机械性能从而取消热处理工艺。尽管这些贵重金属的添加，减少了热处理工艺，但生产成本依然较高，经济效益不够显著。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种球铁铸件及其制造方法，该铸件化学成分稳定，制造工艺简单，生产成本低。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种球铁铸件，其化学成分为：C3.5～3.9％，Si2.4～3.2％，Mn0.4～0.5％，P≤0.1％，S≤0.03％，Ti＜0.04％，Mg残0.030～0.045％，Re残0.005～0.015％，其余为Fe。

其制备过程包括如下步骤：

①原材料检验：检测原材料中C、Si、Mn、S、P的含量；

②原料的配比：将检验合格的原材料，按重量百分比依次投料Q12生铁56％，废钢8％，回炉料36％进行配比；

③熔炼铁水：将配比好的原料加热，使之成为1500℃～1550℃的铁水并熔炼；

④球化和孕育：对熔炼好的铁水加入球化剂进行球化，同时加入孕育剂进行包内孕育；

⑤浇注：在铁型覆砂的造型中浇注铁水温度控制在1350℃～1450℃，并且要在铁水球化完后6分钟内浇注完毕，同时再进行随流孕育，然后自然冷却8～10小时；

⑥后处理：将铸型开箱，取出球铁铸件清理，然后将其进行回火处理，保温时间4～6小时，回火之后自然冷却，待铸件表面温度600℃以下时出件，然后依次进行抛丸和打磨，检验合格之后进行机加工。

进一步，所述球化剂为Mg5～6％、Re0.5～1.0％的稀土硅铁镁合金球化剂，且加入重量百分数含量为熔炼总量的0.8％。

进一步，所述孕育剂FeSi75，且在包内孕育时孕育剂的加入重量百分数含量为熔炼总量的0.4％，随流孕育时孕育剂的加入重量百分数含量为熔炼总量的0.2％。

进一步，所述步骤④熔炼铁水时，取试块进行含碳量检测，若含碳量小于规定指标，则加入增碳剂；若含碳量大于规定指标，则再加废钢。

进一步，所述增碳剂为石墨增碳剂。

本发明具有的优点和积极效果是：

1)原材料配比合理，操作简便，并且规定了球化剂中镁和稀土的含量范围，有利于将镁和稀土控制在所要求的范围内，球化率能达到92％以上。

2)生产工艺简单，能耗下降明显，适用于大批量生产。

3)进行包内孕育和随流孕育两次孕育，孕育效果好，产品质量好。

4)确保球铁具有良好的综合力学性能的同时，节约了铜、锡等贵重金属的添加，生产生本低。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施例做详细说明。

实施例1

一种球铁铸件，其化学成分为：C3.5％，Si2.5％，Mn0.4％，P≤0.1％，S≤0.03％，Ti＜0.04％，Mg残0.030～0.045％，Re残0.005～0.015％，其余为Fe。

实施例2