[发明专利]超大断面低温高韧性铁素体球墨铸铁件的制造方法

权利要求书

1.一种超大断面低温高韧性铁素体球墨铸铁件的制造方法，其特征在于：所述球墨铸铁件为重量≥50吨，壁厚≥400mm的圆环体；具体制造步骤为：

第一步，造型：采用材质QT400-18的带有水冷装置的金属型，所述金属型内壁上设置有增强冷却装置，所述增强冷却装置是由HT150铸铁制成的沿金属型内壁间隔排放的扇形冷铁块，相邻两冷铁块之间的间隙为20~30mm，在所述间隙内填充有铬铁矿砂或锆英砂；在所述扇形冷铁块表面涂附有厚度1-1.5mm的锆英粉涂料层；

第二步，烘型：采用热风机烘烤型腔，烘烤时间≥8小时，使型腔温度达到80~100℃；

第三步，原料配制：原料采用化学成分为：C：3.51%；Si：0.38%；Mn：0.012%；S：0.008%；P：0.007%；Ti：0.003%；Cu：0.0073%；Cr：0.0070%；V：0.0048%的高纯生铁；

第四步，铁液熔炼：将高纯生铁加入中频炉熔炼；加75#硅铁调整铁液含硅量到0.9~1.0%，铁液过热温度为1510~1520℃，然后搅拌、扒渣；

第五步，球化处理：采用冲入法球化处理方法，按铁液总重量的1.1~1.3%称量球化剂，将球化剂均匀撒在浇包底部的堤坝一侧；

第六步，孕育处理：分别按铁液总重量的0.3%和0.4%称取两份高钙钡孕育剂、按铁液总重量的0.15%称取硫氧孕育剂，400℃±10℃烘烤预热后将0.3%的高钙钡孕育剂均匀撒在球化剂上面，将0.4%的高钙钡孕育剂用于出铁孕育、0.15%的硫氧孕育剂在浇注时随流加入；在孕育剂上面添加1%的覆盖剂；

第七步，合金化处理：按铁液总重量的0.603~1.3%添加合金，合金元素及含量为Ni：0.6~1.3%、Sb：0.003~0.005%，经400℃±10℃烘烤预热后均匀撒在浇包底部的孕育剂上面；

第八步，浇注：将浇包预热至700~800℃，当铁液温度降至1320±10℃时进行浇注；

第九步，打箱清理：当铸件温度冷却至300℃时打箱，得到成分组成为C：3.4~3.7%；Si：1.7~2.0%；Mn：≤0.1%；P：≤0.03%；S≤0.01%；Mg：0.03~0.08%；RE：0.01~0.02%；Ni：0.6~1.3%；Sb： 0.003~0.008%的球墨铸铁件成品。

2.根据权利要求1所述的超大断面低温高韧性铁素体球墨铸铁件的制造方法, 其特征在于：第一步中所用的金属型由六片结构相同的弧形型板拼接而成。

3.根据权利要求1所述的超大断面低温高韧性铁素体球墨铸铁件的制造方法, 其特征在于：所述第一步中采用的水冷装置包括一体式铸造在所述金属型内带有进出口的冷却管，所述冷却管沿所述金属型呈S形曲线布置；在所述金属型的外壁上均匀布置有测温孔，所述测温孔的孔底距金属型内壁30mm，在所述测温孔中设置有热电偶；所述金属型的外侧壁上均匀设置有与外部沙箱固定连接的定位孔。

4.根据权利要求1所述的超大断面低温高韧性铁素体球墨铸铁件的制造方法, 其特征在于：所述第四步中原料熔清后，使用增碳剂进行增碳，使用纯铁进行降碳。

5.根据权利要求1所述的超大断面低温高韧性铁素体球墨铸铁件的制造方法, 其特征在于：所述第五步中使用的球化剂为球化剂5800，其成分为：44~48%Si，5.55~6.15%Mg，0.85~1.15%RE，0.8~1.2%Ca，0.10~0.12Ce，0.06~0.08La，0.20~0.24%Y。

6.根据权利要求1所述的超大断面低温高韧性铁素体球墨铸铁件的制造方法, 其特征在于：所述第六步中所用的高钙钡孕育剂的粒度为3~8mm，其成分为：Si ：72~78%，Ca：1.0~2.0%，Ba：2.0~3.0%，Al 1.5%；所述硫氧孕育剂的粒度为0.2~0.7mm，其成分为：Si：70~76%，Ce：1.5~2.0%，Ca：0.75~1.25%，Al：0.75~1.25%，SO 1%；所述覆盖剂为铁皮。

7.根据权利要求1所述的超大断面低温高韧性铁素体球墨铸铁件的制造方法, 其特征在于：所述第八步浇注之前先在金属型的冷却管中通入冷却水，待浇注结束后3小时再停止通水。