[发明专利]锑钛合金化改善大断面灰铸铁敏感性型材及其制造方法

说明书

本发明公开了锑钛合金化改善大断面灰铸铁敏感性型材及其制造方法，属于铸铁材料及铸造冶金技术领域。其化学组成成分及质量百分比为：C：3.1‑3.6％、Si：2.1‑2.7％、Mn：0.5‑1.0％、Ti：0.1‑0.5％、Sb：0.02‑0.1％、S＜0.05％、P＜0.07％、其余为Fe。本技术方案在铸铁中添加钛、锑和控制铸造工艺方法获得锑钛合金化改善大断面灰铸铁敏感性型材，该型材具有很低的断面敏感性，具有组织均匀性，兼具有较高的硬度与强度。

技术领域

本发明涉及铸铁材料及铸造冶金技术领域，具体涉及锑钛合金化改善大断面灰铸铁敏感性型材及其制造方法。

背景技术

机床是先进制造技术的载体和装备工业的基本生产手段，是装备制造业的基础设备。机床的许多结构件和主要部件都是以铸件为坯料。近年来，机床的使用精度要求越来越高，对机床类铸件的材质要求也不断的提高，特别是数控机床精度要求和使用要求的提高，对机床铸件提出了新的要求。

一般使用水平连铸工艺制造的铸件，因为水平连铸过程中铁水的凝固特性，型材从外层向中心逐层凝固。在生产大断面的灰铸铁型材时，铁水中水冷结晶器内强烈的激冷作用下表层先冷凝成壳，然后向心部凝固。随着不断的拉拔，凝壳逐步增厚，凝壳内的铁水不断的降温。但是越往铸铁型材心部，铁水温度越高，大断面的型材，中心的铁水一般是在结晶器外凝固完成，因此从表层至心部存在着较大的温度梯度，冷却条件差距较大，最终凝固完成后的断面组织也随着存在很大的差异，表层为10mm左右的深度是D型石墨，向心部逐渐出现E型、A型石墨。D型石墨区域为铁素体基体，E、A型石墨区域基体为珠光体与铁素体混合区域，珠光体量也会明显偏低，只有大概15-45％，心部材料因是粗大的A型石墨导致高压气密性变差。生产的大断面铸铁型材内部结构不均匀、敏感性大、性能差、质量低。

申请号为201710284060.4的中国专利公开了一种微合金化高强度灰铸铁件及其熔炼方法，所述灰铸铁件含有以下重量百分含量的组分：C 2.92-3.48％、Si 1.52-2.36％、Mn 0.22-0.78％、Cr 0.15-0.5％、Cu 0.3-0.78％、Nb 0.011-0.098％、V 0.02-0.1％、Ti0.015-0.025％、其余为铁和其他微量不可避免的杂质，通过微合金化强化铸件基体，提高了铸件的强度和刚度，加入高效孕育剂，能够有效改善石墨形态、硬度、组织均匀性以及减小敏感性，提升灰铸铁件的机械性能，采用型内孕育的方式，能够提高孕育剂的利用率，提高孕育效果，减少成本。但是，该生产工艺复杂，且不能很好地改善大断面灰铸铁型材敏感性的问题，不能满足现代工业对机床铸件的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用水平连铸生产锑钛合金化D型石墨铸铁型材的生产工艺，并使材料具有很低的断面敏感性，具有组织均匀性，兼具有较高的硬度与强度。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

锑钛合金化改善大断面灰铸铁敏感性型材，是由下列元素按照质量百分比制造而成：C：3.1-3.6％、Si：2.1-2.7％、Mn：0.5-1.0％、Ti：0.1-0.5％、Sb：0.02-0.1％、S＜0.05％、P＜0.07％、其余为Fe。

作为本发明再进一步的方案：所述型材由下列元素按照质量百分比制造而成：C：3.35-3.45％、Si：2.3-2.5％、Mn：0.7-0.9％、Ti：0.3-0.4％、Sb：0.04-0.08％、S＜0.05％、P＜0.07％、其余为Fe。

作为本发明再进一步的方案：所述型材由下列元素按照质量百分比制造而成：C：3.38％、Si：2.42％、Mn：0.82％、Ti：0.36％、Sb：0.06％、S＜0.05％、P＜0.07％、其余为Fe。

作为本发明再进一步的方案：锑钛合金化改善大断面灰铸铁敏感性型材的制造方法，是通过以下步骤实现的：