[发明专利]一种厚壁铸钢件凝固组织细化和净化方法及厚壁铸钢件

权利要求书

1.一种厚壁铸钢件凝固组织细化和净化方法，其特征在于，具体工艺步骤是：

(1)先在电炉内熔炼铸钢材料，当钢水温度升至1560-1590℃时，分别加入占炉内钢水质量分数0.3-0.6％的硅铁和0.5-0.7％的锰铁预脱氧，当钢水温度升至1580-1610℃时，继续加入占炉内钢水质量分数0.25-0.50％的硅钙钡合金预脱氧，当钢水炉前调整成分合格后将其升温至1620-1650℃时出炉至钢包，钢包内预先加入了多元铝铁合金块，多元铝铁合金块的化学组成及质量分数为：45-48％Al,<0.40％C,16-18％Si,6.0-7.5％Ca,余量Fe；多元铝铁合金块的尺寸为(100～150)mm×(200～250)mm×(30～50)mm，多元铝铁合金块加入量占进入钢包内钢水质量分数的0.12-0.18％；

(2)当步骤(1)钢包内钢水温度降至1580-1610℃时，继续向钢包内用喂丝机加入铝包合金丝，铝包合金丝由外皮金属铝带和粉芯材料两部分组成，其中粉芯材料包括120-180nm的铌铁粉、20-50μm的钒氮合金粉、20-50μm的稀土硅铁粉和20-50μm的铜镁合金粉，各种合金粉末占粉芯材料的质量分数比如下：铌铁粉25-30％，钒氮合金粉30-35％，稀土硅铁粉25-30％，铜镁合金粉10-15％，粉芯材料占铝包合金丝总质量的55-60％，铝包合金丝加入量占钢包内钢水质量分数的0.20-0.35％；

(3)步骤(2)中的钢包内钢水经扒渣、静置后，当温度降至1490-1520℃时，浇入大型铸型，钢水浇注24-48小时后开箱入缓冷坑，当铸件温度低于120℃后出坑切割浇口和冒口，即可获得凝固组织细小和夹杂物少的厚壁铸钢件。

2.按照权利要求1所述的一种厚壁铸钢件凝固组织细化和净化方法，其特征在于，锰铁的化学成分质量分数为：0.5-1.5％C,75-82％Mn,<2.5％Si,<0.2％P,<0.02％S,余量为Fe。

3.按照权利要求1所述的一种厚壁铸钢件凝固组织细化和净化方法，其特征在于，硅铁的化学成分质量分数为：72～80％的Si，<0.2％的C，≤0.02％的S，≤0.04％的P，余量为Fe。

4.按照权利要求1所述的一种厚壁铸钢件凝固组织细化和净化方法，其特征在于，硅钙钡合金的化学成分质量分数为：40～45％的Si、10～12％的Ca、10～12％的Ba、≤0.8％的C、≤0.04％的P、≤0.06％的S，余量为Fe。

5.按照权利要求1所述的一种厚壁铸钢件凝固组织细化和净化方法，其特征在于，铌铁粉的化学成分质量分数为：50-60％Nb,<2.0％Si,<1.0％C,<0.05％S,<0.04％P,余量为Fe。

6.按照权利要求1所述的一种厚壁铸钢件凝固组织细化和净化方法，其特征在于，钒氮合金粉的化学成分质量分数为：53-58％V,10-12％N,<0.6％C,<2.5％Si,<0.08％P,<0.05％S,<2.0％Al,余量Fe。

7.按照权利要求1所述的一种厚壁铸钢件凝固组织细化和净化方法，其特征在于，铜镁合金粉的化学成分质量分数为：20-25％Mg,75-80％Cu。

8.按照权利要求1所述的一种厚壁铸钢件凝固组织细化和净化方法，其特征在于，稀土硅铁粉的化学成分质量分数为：27.0～30.0％RE,38.0～42.0％Si,<3.0％Mn,<5.0％Ca,<3.0％Ti，余量为Fe。

9.按照权利要求1所述的一种厚壁铸钢件凝固组织细化和净化方法，其特征在于，铝包合金丝的制备方法是将上述粉芯材料放入在药芯焊丝成形机上己轧成“U”形的金属铝带内，然后在药芯焊丝成形机上闭合成“O”形，继续经过药芯焊丝成形机上的轧丝机减径至Φ6.5-8.0mm即可满足要求。

10.按照权利要求1-9任一项所述的方法制备得到的一种厚壁铸钢件。