[发明专利]一种利用SiC提高石墨球数量的球铁型材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种利用SiC提高石墨球数量的球铁型材，按重量百分比其组成为：C 3.1～3.6％，Si 2.4～3.3％，Mn 0.2～0.4％，P≤0.10％，S≤0.06％，其余为Fe，以上组成重量百分比之和为100％。本发明还公开了上述球铁型材的制备方法。本发明利用SiC提高石墨球数量的球铁型材表面质量好，尺寸精度高，无夹砂、夹渣、气孔、缩孔等铸造缺陷。由中心至边缘组织致密、均匀，心部石墨球数量比不加SiC的提高20％以上，石墨球径大约为6～7级，没有明显的大直径石墨；球铁型材边缘硬度下降HB20以上，心部和表层硬度差缩小至HB20以下，球铁型材的加工性能得到改善。

技术领域

本发明属于铸铁材料铸造技术领域，涉及一种利用SiC提高石墨球数量的球铁型材，本发明还涉及上述球铁型材的制备方法。

背景技术

球铁型材是采用水平连续铸造方式生产的高品质球墨铸铁毛坯材料，在生产过程中，经球化处理和孕育处理的铁水在水冷钢套高纯石墨铸型内得到快速冷却凝固成形的，石墨的急冷作用使铁水迅速降温并形核，凝固速度远大于砂型铸造。由于结晶器安装于保温炉的底部，纯净铁水从下部进入结晶器凝固，因此，水平连续铸造球铁型材无普通砂型铸造的夹渣、夹砂类缺陷。同时，保温炉相当于一个大冒口，也无普通砂型铸造的收缩类缺陷，具有产品质量好、综合力学性能优良、高致密性、良好的加工性能等优点，已经广泛应用于机械、液压、冶金、纺织、印刷等行业。

然而，由于重力作用和凝固条件的不同，在凝固结束后球铁型材断面组织由上而下并不对称，下部组织相对细小，而上部组织相对粗大，尤其是直径较大的球铁型材，直径越大，表层和心部组织差异越大，尤其是石墨球数量和大小的差异越大，心部组织中还会出现较大石墨球。这些直接影响其力学性能，并且直径越大其断面由外向内力学性能差别越大，断面均匀性差别也越大。同时，球铁型材1/2R和心部组织较为粗大，球化Ⅱ～Ⅲ级，石墨球数量相对较少，石墨球径相对较大，大约为5～6级，甚至个别石墨球径达到3～4级；球铁型材边缘15mm左右的组织细小，球化Ⅰ级，石墨球数量相对较多，石墨球径相对较小，大约为7级。这种组织的不均匀性直接影响球铁型材高品质特性的发挥，尤其是希望内外组织要求均匀性较高的一些大尺寸零部件，比如大型液压阀体、模块或泵体仍不敢使用球铁型材，不得不采用锻钢件。另外，石墨球数量偏少时，球铁型材的硬度偏高，而力学性能并不高，加工性能还较差。

铸铁型材生产厂家迫切希望解决这一技术难题，但是水平连续铸造的特点决定了其基本特征，这无疑从一个方面限制了这一优质球铁材料的应用和发展。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用SiC提高石墨球数量的球铁型材，解决了现有球铁型材石墨球数量少、组织均匀性差、力学性能差的问题。

本发明的另一目的是提供上述利用SiC提高石墨球数量的球铁型材的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，一种利用SiC提高石墨球数量的球铁型材，按重量百分比其组成为：按重量百分比其组成为：C 3.1～3.6％，Si 2.4～3.3％，Mn 0.2～0.4％，P≤0.10％，S≤0.06％，其余为Fe，以上组成重量百分比之和为100％。

本发明特点还在于，

通过在铸造过程中添加SiC来增加石墨球的数量。

SiC的加入量为每炉铁水重量的0.6～0.8％，粒度为4～8mm。

本发明所采用的另一技术方案是，一种利用SiC提高石墨球数量的球铁型材，具体按以下步骤实施：

步骤1，铁水熔炼：