[发明专利]耐低温球墨铸铁件及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种球墨铸铁件及其制备方法，特别是一种耐低温球墨铸铁件及其制备方法。

背景技术

耐低温高韧性球墨铸铁件的市场需求正处于快速增长状态，它主要应用于高寒地区的设备中，如风电设备的变速箱、轮毂、底座等，或是铁路及地铁配件等等。目前，在国家知识产权局网站上，授权公告号为“CN102534090B”的发明专利公开了一种-60℃低温冲击球墨铸铁的制备方法，通过该制备方法制造出来的球墨铸铁件在-60℃低温环境下的冲击功的平均值能够大于10J。但是，该制备方法也存在以下问题：1、由于该制备方法中使用了生铁、废钢和回炉料作为原料，而这些材料中均会含有Mn、P元素，因此导致了通过该制备方法制造出来的球墨铸铁件中Mn、P元素含量较多，而Mn可增加偏析的倾向性，促进基体中碳化物和珠光体的形成，对韧性非常不利，尤其对耐低温球墨铸铁的冲击功有严重损害；而P则会降低球墨铸铁件的韧性和塑性，从而大大降低球墨铸铁的低温冲击性能；2、制备方法最后需要对球墨铸铁件进行热处理，因此在不但增加了球墨铸铁件的制造难度，而且也提高了球墨铸铁件的生产成本；3、耐低温球墨铸铁件的冲击韧性受很多因素影响，要掌握球墨铸铁件的冲击性能，仅仅知道单一特定温度下的冲击数据是不全面的，如果测定温度处于塑-脆性转变温度的转变区域，那么温度稍有变化即可出现冲击韧度的较大变化，从而会引起较大的性能波动。

发明内容

本发明要解决的一个技术问题是，提供一种球墨铸铁件中Mn、P含量低，球墨铸铁件无需进行热处理，在温度达到-40℃、-50℃和-60℃时，球墨铸铁件的平均冲击功均不低于10J的耐低温球墨铸铁件。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种耐低温球墨铸铁件，其中，其各组分含量的重量百分比是：

C：3.6％～3.7％；Si：1.9％～2.0％；Mn：＜0.015％；P：＜0.015％；S：＜0.012％；Mg：0.04％～0.055％；Re：0.01％～0.02％；其余为铁。

本发明要解决的另一个技术问题是，提供一种上述耐低温球墨铸铁件的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案依序包括以下步骤：

一、配置原料，所述原料包括下述重量百分比的物质：

纯铁：87％～91％、生铁：5％～6％、增碳剂：2.8％～5％、硅铁：0.8％～2％、Ni：0.2％～0.3％；

二、熔炼，即先将原料中全部的生铁、20％的纯铁、99％的增碳剂依次加入到电炉中熔炼，直至上述原料完全熔化，再将剩余的80％的纯铁、全部的硅铁和全部的Ni依次加入到电炉中熔炼，直至上述原料完全熔化；

三、取样分析和调配，即待原料完全溶化并升温到1370℃～1400℃后，取铁水做样品化学光谱分析，并根据分析结果对铁水成分进行调配，直至铁水成分符合要求；

四、将剩余的1％的增碳剂作为预处理剂加入到电炉中；

五、出铁、球化及孕育处理，即先将稀土镁球化剂放置在球化包底部堤坝的一侧，并用纯铁片包覆稀土镁球化剂表面，然后用电炉将铁水升温到1480℃～1500℃，并待步骤四中加入的增碳剂完全熔化后，将铁水倒入到球化包中，铁水倒入的位置为未放置有稀土镁球化剂的球化包底部堤坝的一侧，待球化反应开始后，向铁水中加入孕育剂进行随流孕育；

六、除渣，待铁水完全倒入到球化包中后，用扒渣耙对铁水进行搅拌，然后扒掉浮在铁水表面的渣，接着让铁水静置1-2分钟，再用扒渣耙扒掉后来上浮到铁水表面的渣；

七、浇注，将铁水浇注到模具中，浇注温度为1360℃～1380℃。

本发明所述的耐低温球墨铸铁件的制备方法，其中，步骤五中的稀土镁球化剂的粒度为10mm～15mm，稀土镁球化剂的加入量为1.1％～1.2％，稀土镁球化剂包括下述重量百分比的物质：

Mg：6％～7％、Re：1.5％～2.5％、Si：38％～40％、Ca：2％～3％、Ba：2.3％～2.7％、其余为铁。

本发明所述的耐低温球墨铸铁件的制备方法，其中，步骤五中的孕育剂采用的是粒度为3mm～8mm的硅钡孕育剂，倒包孕育剂的加入量为0.4％～0.5％，倒包孕育剂包括下述重量百分比的物质：

Si：71％～73％、Al：≤1.2％、S：≤0.02％、Ca：0.7％～1.3％、Ba：1.6％～2.4％、其余为铁。

本发明所述的耐低温球墨铸铁件的制备方法，其中，步骤五中用于包覆稀土镁球化剂的纯铁片的加入量为0.8％～1.2％。