[发明专利]球墨铸铁中硅量的添加控制方法、球墨铸铁的铸造方法、铸件

说明书

本发明提供了一种球墨铸铁中硅量的添加控制方法、球墨铸铁的铸造方法、铸件，涉及冶金和铸铁合金技术领域。球墨铸铁中硅量的添加控制方法包括：以废钢为原料熔炼球墨铸铁，在铁水熔化后，先加入铜合金使铁水中的铜当量为0.8‑1.0％，铜当量控制公式如式(II)，再加入硅铁，使铁水中添加的硅含量满足式(I)。本发明通过硅含量动态调控，解决了球墨铸铁或者抗拉强度高但缺口冲击韧性低，或者缺口冲击韧性高但抗拉强度低的难题。本发明方法得到的铸件本体抗拉强度≥900MPa，伸长率≥7％，常温缺口冲击功≥7J，可应用于连杆的生产。

技术领域

本发明涉及冶金和铸铁合金技术领域，尤其是涉及一种球墨铸铁中硅量的添加控制方法、球墨铸铁的铸造方法、铸件。

背景技术

球墨铸铁(简称球铁)冲击韧性差，尤其是缺口冲击韧性。现有球墨铸铁除铁素体球铁外一般不做冲击韧性要求，即使需要检测冲击功也仅限于检测无缺口试块的冲击功。铁素体球铁虽然缺口冲击功较高，但抗拉强度低，如国标GB/T1348中牌号为QT400-18R，其室温缺口冲击功≥14J，但抗拉强度仅400MPa以上；又如目前最高强度的珠光体球铁QT900-2，虽然抗拉强度可达900MPa以上，但常温缺口冲击功仅2-3J。因此，那些既要求高强度又承受特定冲击载荷的机械零件基本采用锻钢制造，制造成本高。

对内燃机连杆而言，其既要求高抗拉强度又要求高冲击韧性。而现有球墨铸铁生产技术要么是获得高抗拉强度但冲击功较低的球铁，要么是获得高冲击功但抗拉强度较低的球铁，二者难以兼顾。

因此，所期望的是提供一种球墨铸铁工艺方法，其能够解决上述问题中的至少一个。

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种球墨铸铁中硅量的添加控制方法，使球墨铸铁可同时获得高抗拉强度和高缺口冲击韧性。

本发明的目的之二在于提供一种球墨铸铁的铸造方法，解决了球墨铸铁抗拉强度和缺口冲击韧性不能兼顾的难题。

本发明的目的之三在于提供一种铸件。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种球墨铸铁中硅量的添加控制方法，包括以下步骤：

以废钢为原料熔炼球墨铸铁，在铁水熔化后，先加入铜合金使铁水中的铜当量为0.8-1.0％，再加入硅铁，使铁水中添加的硅含量满足如下式(I)：

Si_添加＝1.3CuE+10P+4S-Si_原有 式(I)，

式(I)中，Si_添加为铁水中添加的硅含量，CuE为铁水中的铜当量；P、S、Si_原有分别为添加硅铁前铁水中的磷含量、硫含量和硅含量；

其中，铜当量控制公式如式(II)：

CuE＝[W_Cu]_新加+[(W_Mn-0.45％)/2.5+1.1W_Cr+(W_Mo-0.15％)/2+0.1W_Ni+12W_Sn+W_Cu+4W_v]_原有 式(II)，

式(II)中，CuE为铜当量，[W_Cu]_新加为铁液中添加的铜含量，W_Mn、W_Cr、W_Mo、W_Ni、W_Sn、W_Cu、W_v分别为铁液中原有的锰含量、铬含量、钼含量、镍含量、锡含量、铜含量和钒含量。