[发明专利]一种防止碎块状石墨形成的大断面球墨铸铁型材及工艺

说明书

本发明公开了一种防止碎块状石墨形成的大断面球墨铸铁型材，大断面球墨铸铁型材中碳、硅、锰、铋以及锑的质量百分比范围分别为：碳：3.40％‑3.50％；硅：2.45％‑2.55％；锰：0.35％‑0.40％；铋：0.010％‑0.014％；锑：0.015％‑0.025％；其余为铁。得到的大断面球墨铸铁型材的石墨形态好，石墨球化等级好，石墨球完整且细小，金相组织无碎块状石墨。本发明还公开了一种防止碎块状石墨形成的大断面球墨铸铁型材的工艺，在球化处理后的孕育阶段添加合金铋和锑，来获得晶粒细小的球墨铸铁型材，其中石墨球数量多，且断面无碎块石墨，延缓了球化与孕育的衰退，提高了球化率，使该型材圆整度更高，增强了断面均匀性、致密性以及综合性能，得到高质量的铸铁型材。

技术领域

本发明属于铸铁材料及铸造冶金技术领域，具体涉及一种防止碎块状石墨形成的大断面球墨铸铁型材，本发明还涉及一种防止碎块状石墨形成的大断面球墨铸铁型材的工艺。

背景技术

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到球状石墨，利用水平连铸工艺生产大断面(直径大于250mm)球墨铸铁型材时，因为共晶凝固时间较长，容易出现球化与孕育的衰退，心部常伴有碎块状石墨，严重影响型材的圆整度和断面致密性等综合性能。

发明内容

本发明的目的利用在快速冷却过程中，添加合金铋和锑阻碍碎块状石墨形成，同时增加了石墨球数量，获得石墨球化等级好、圆整度高、断面均匀致密以及金相组织无碎块石墨的高质量石墨铸铁型材。本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种防止碎块状石墨形成的大断面球墨铸铁型材，大断面球墨铸铁型材中碳、硅、锰、铋以及锑的质量百分比范围分别为：

碳：3.40％-3.50％；

硅：2.45％-2.55％；

锰：0.35％-0.40％；

铋：0.010％-0.014％；

锑：0.015％-0.025％；

其余为铁。

与现有技术对比，本技术方案具有以下优点：

得到的大断面球墨铸铁型材的石墨形态好，石墨球化等级好，石墨球完整且细小，金相组织无碎块状石墨。

进一步优选为：大断面球墨铸铁型材中碳、硅、锰、铋以及锑的质量百分比分别为：

碳：3.48％；

硅：2.50％；

锰：0.37％；

铋：0.012％；

锑：0.020％；

其余为铁。

采用上述技术方案，得到的大断面球墨铸铁型材断面均匀致密性好，机械综合性能高。

本发明还提供了一种防止碎块状石墨形成的大断面球墨铸铁型材的工艺，在球化处理后的孕育阶段添加合金铋和锑，防止型材心部碎块状石墨的形成，具体包括以下步骤：

(1)铁液的熔炼，采用中频感应电炉熔炼铁液，按照质量份数比生铁：废钢：废棒或铁屑为50:35:15称取炉后配料，震动加入熔炼炉内，添加增碳剂、锰铁、硅铁等合金。将铁液熔炼至1500℃以上，取样进行碳-硅热分析和光谱样片分析金属元素含量，根据两种分析的结果，进行确认，调整，合格后转入保温炉内混合均匀，准备出铁球化。

(2)铁液的球化处理，在球化包里添加球化剂和硅铁块，扒平，打实，再覆盖一层铁屑，出铁球化，反应时间约50-90秒。