[发明专利]高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺

说明书

一种高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，将原料放入中频炉中，升温冶炼，冶炼过程中调整冶炼得到的铁水成分，得到合格铁水，加入增碳剂进行预孕育，并出炉；向球化处理包内装入球化剂、硅钙钡孕育剂和铁屑，在400℃‑450℃保温，冲入部分铁水后，加入硅钙钡孕育剂进行二次孕育，并继续冲入剩余铁水；铁水完全冲入球化处理包后，扒渣，然后进行浇注；将浇注完成后的铸铁冷却后进行退火热处理后，经炉冷、空冷后，得到产品。优点是：工艺简单，操作容易。制备的高强度低温高韧性球墨铸铁，在‑20℃的低温下拉伸强度为450MPa以上、屈服强度达到270Mpa以上，用于高铁零件上，可以减轻高铁零件的重量，更加有利于高铁的发展。

技术领域

本发明涉及一种高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺。

背景技术

高强度超低温高韧性球墨铸铁不但具有优良的耐低温机械性能以及塑性和韧性，而且具有较高的抗拉强度和屈服强度，主要应用于寒冷地区的重要设备部件上，如轮毅、底座、铁路及地铁配件。

目前，国内外低温高韧性球墨铸铁耐低温温度一般为-20℃和-40℃，抗拉强度如QT350-22AL标准和QT400-18AL标准中分别规定材料的-40℃和-20℃超低温冲击性能为12J以上。随着高铁列车不断拓展，减轻重量降低能耗被提了处来，设计者对材料提出了更高要求，而高强度低温高韧性球墨铸铁在保证其他性能的基础上，抗拉强度可达到450Mpa，屈服强度可达到270Mpa，这样同样一种零件重量可以减少10％，从而更有利于高铁发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种在-20℃的低温下拉伸强度为450MPa以上、屈服强度达到270Mpa以上，冲击性能为12J以上高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺。

本发明的技术解决方案是：

一种高强度低温高韧性球墨铸铁的生产工艺，其具体步骤是：

(1)冶炼铁水

将生铁、废钢、锰铁、硅铁、增碳剂和镍为原料，或将生铁、高强度低温高韧性球墨铸铁回炉料、废钢、增碳剂和镍为原料放入中频炉中，升温冶炼，冶炼过程中调整冶炼得到的铁水成分，使铁水中的C的质量含量为3.6％-3.8％、Si的质量含量为1.3％-1.4％、Mn的质量含量0.25％-0.35％、镍的质量含量0.7％-0.8％得到合格铁水，加入占铁水总质量0.08％-0.12％的增碳剂进行预孕育，并出炉；

(2)球化处理

向球化处理包内装入占铁水总质量1.0％-1.3％的埃肯5800球化剂、占铁水总质量0.4％的硅钙钡孕育剂、占铁水总质量1％的铁屑，在400℃-450℃保温1小时，冲入占步骤(1)中铁水总质量2/3的铁水后，加入占铁水总质量0.4％硅钙钡孕育剂进行二次孕育，并继续冲入剩余铁水；

(3)浇注处理

铁水完全冲入球化处理包后，扒渣，然后进行浇注；

(4)、热处理

将浇注完成后的铸铁冷却后进行退火热处理，退火温度为750℃，退火时间为3小时，退火处理后，进行炉冷至580℃，然后空冷，得到高强度低温高韧性球墨铸铁。

进一步的，所述废钢为碳素钢。

进一步的，所述碳素钢成分要求为C≤0.3wt％、Si≤0.2wt％、Mn≤0.3wt％、P≤0.02wt％、S≤0.015wt％。

进一步的，所述生铁成分要求为C≥4wt％、Si≤0.4wt％、Mn≤0.3wt％、P≤0.025wt％、S≤0.02wt％、Ti≤0.03wt％。