[发明专利]一种球墨铁铸造工艺

说明书

技术领域

本发明属于铸造工艺技术领域，具体涉及一种球墨铁铸造工艺。

背景技术

球墨铁是目前应用最广泛的铸铁材料之一，它具有强度高、伸长率大、抗疲劳性强、耐磨性能优良的特点，是重要的铸造材料，其使用范围已遍及汽车、农机、船舶、冶金、化工等部门。现有的球墨铁铸造工艺因球化反应不稳定造成球化剂吸收率低，铁水溅出带出球化剂造成球化剂使用量大，同时因球化时的闪光和浓烟污染操作环境。

现行的球墨铸铁生产主要是利用生铁和回炉料熔化后进行球化处理而得；或者在传统的球墨铸铁配料中加入少量的废钢(其加入量最多不大于15％，仍需加入大量新生铁)。其铸造材料均以新生铁为主，成本高，利润低。钢与铁的最大差别就是含碳量的多少，含碳量小于2.11％的为钢，大于2.11％的为铁。从而钢和铁的组织、机械性能就产生了很大的差别。要将钢转变成铁，其生产工艺较为复杂，要转变成球墨铸铁就更难。因为球墨铸铁的组织，石墨的形状，在低的含碳量下难已形成。

目前，也有部分研究者开始尝试利用废钢和回炉料等为原料生产球墨铸铁。由于废钢本身具有含碳量低等特点，在生产过程中主要通过增碳剂的加入来解决含碳量低的问题。但增碳剂的加入量和加入的先后顺序等是十分重要的，它可直接影响到最终产品能否达到国家标准要求的相关指标；而现有技术中还没有关于解决此类问题的良好方案的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种球墨铁铸造工艺，本发明工艺操作简单，原材料易得，可对废钢材料进行有效利用、变废为宝，明显降低铸铁的生产成本，提高经济效益，而且，利用该方法生产得到的铸铁冲击韧性好、硬度高，其与质量密切相关的化学成份、金相组织、机械性能等指标均能达到国家标准规定的相关要求。

本发明提供了如下的技术方案：

一种球墨铁铸造工艺，包括以下步骤：

一、将废钢、生铁、铬铁、锰铁和硅铁加入到中频炉中熔炼，得到铁水；

二、将铁水温度加热，达到2000-2350℃时，向铁水中加入增碳剂；

三、将铁水温度降低至1450-1550℃时，向铁水中加入脱硫剂，进行脱硫处理；

四、将铁水温度降低至1300-1400℃，进行脱磷处理；

五、脱磷处理后将铁水出炉进行球化处理，再浇筑成型，冷却至常温即可。

优选的，所述步骤一先将废钢和生铁熔化后，进行脱氧操作，再加入铬铁、锰铁和硅铁，有利于减少材料在熔化过程中发生氧化，防止形成的铁水中产生杂质。

优选的，所述铬铁、锰铁和硅铁在加入熔炉前，先进行烘烤处理，烘烤温度为300-550℃，烘烤2-3h，有利于加快材料的熔融，缩短制备时间。

优选的，所述步骤二增碳剂为石墨增碳剂，该材料成本低廉，可以有效增强球墨铁的硬度，可以降低工艺制作成本，并且碳质含量高。

优选的，所述步骤三脱硫剂为强化铁水脱硫剂，该材料成本低廉，可以降低工艺制作成本。

优选的，所述步骤五球化处理后，进行孕育处理，形成浇筑液，可以使得制成的球墨铁质硬度、强度得到提升。

优选的，所述孕育处理为向铁水中加入孕育剂和覆盖剂。

优选的，所述孕育剂为硅钡孕育剂，覆盖剂为焦炭，该材料成本低廉，易于获取，可以有效降低工艺制作成本。

优选的，所述孕育剂的加入量为铁水总量的0.94%，覆盖剂的加入量为铁水总量的0.57%。

本发明的有益效果是：

本发明的步骤一先将废钢和生铁熔化后，进行脱氧操作，再加入铬铁、锰铁和硅铁，有利于减少材料在熔化过程中发生氧化，防止形成的铁水中产生杂质。

本发明的铬铁、锰铁和硅铁在加入熔炉前，先进行烘烤处理，有利于加快材料的熔融，缩短制备时间。

本发明工艺操作简单，原材料易得，可对废钢材料进行有效利用、变废为宝，明显降低铸铁的生产成本，提高经济效益，而且，利用该方法生产得到的铸铁冲击韧性好、硬度高，其与质量密切相关的化学成份、金相组织、机械性能等指标均能达到国家标准规定的相关要求。

具体实施方式

实施例1

一种球墨铁铸造工艺，包括以下步骤：

一、将废钢、生铁、铬铁、锰铁和硅铁加入到中频炉中熔炼，得到铁水；

二、将铁水温度加热，达到2350℃时，向铁水中加入增碳剂；

三、将铁水温度降低至1450℃时，向铁水中加入脱硫剂，进行脱硫处理；

四、将铁水温度降低至1400℃，进行脱磷处理；

五、脱磷处理后将铁水出炉进行球化处理，再浇筑成型，冷却至常温即可。