[发明专利]一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法

权利要求书

1.一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法，其特征在于：制备步骤如下：

按配比计算原料用量并备料；熔炼炉清理干净；将回炉铁、石墨钢、硅铁合金一同添加到熔炼炉内，加热直至熔炼炉内原料呈熔融态金属液，然后静置保温；

2）将改性剂吹送到熔炼炉内，使改性剂与熔炼炉内的熔融态金属液充分搅拌均匀，然后静置保温；

3）浇包预处理，在球化剂外表面铺设第一孕育剂，然后在第一孕育剂外表面铺设除渣剂，进行球化处理和第一次孕育；扒渣后加入第二孕育剂进行第二次孕育，同时加入除氮剂进行调质处理；

4）浇铸，对浇包预热，将预处理过的熔融态金属液匀速倒入浇包内，并同时对浇包在恒温环境下保温，然后将浇包内的熔融态金属液浇铸到成型模具中，得到预制件；

5）热处理，对制得的预制件进行热处理，自然冷却至常温，即得到高强度高硬度球墨铸铁。

2.根据权利要求1所述的一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法，其特征在于：步骤1）中，熔炼炉温度加热至1500～1530℃，静置保温时间为20～25分钟；步骤2）中，静置保温时间为10～15分钟；步骤4）中，浇包预热到950～1000℃，恒温温度1500～1530℃，保温5～10分钟；步骤5）中，所述热处理，工艺条件为：在金属液浇铸到成型模具后，先冷却至810℃～830℃，然后将成型模具及成型模具内的金属以5℃/分钟加热至920℃～960℃并保温3～5小时，然后自然冷却降温至280℃，再次将成型模具及成型模具内的金属以5℃/分钟加热至720℃～750℃并保温3～5小时，然后自然冷却至常温即可。

3.根据权利要求1或2所述的一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法，其特征在于：按重量份数计，各原料为：回炉铁100份、石墨钢100份、硅铁合金10～30份、改性剂3～5份、球化剂3～5份、第一孕育剂3～5份、第二孕育剂3～5份、除渣剂5～15份、除氮剂1～3份。

4.根据权利要求3所述的一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法，其特征在于：所述改性剂为改性碳化硅微粉，该改性碳化硅微粉通过以下步骤改性制得：

1）将碳化硅微粉、硅酸镁铝按比例混合均匀，制得混合物；

2）将步骤1）制得的混合物与聚乙二醇和硅烷偶联剂按比例混合后进行球磨反应，制得改性碳化硅微粉。

5.根据权利要求4所述的一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法，其特征在于：所述碳化硅微粉与硅酸镁铝的质量比为1：0.1～0.3；所述碳化硅微粉、聚乙二醇和硅烷偶联剂的质量比为1：（1～3）：（0.05～0.1）。

6.根据权利要求3所述的一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法，其特征在于：步骤3）中，所述第一孕育剂的成分，按质量分数计，C：20.2%，Si：55.3%，Sn：9.6%，Ba：12.3%，余量为Fe；所述第二孕育剂的成分，按质量分数计，Si：74.2%，Al：1.2%，Ca：0.8%，余量为Fe；所述球化剂的成分，按质量分数计，Si：42.9%，Mg：6.2%，Ca：1.4%，Re：0.8%，余量为Fe。

7.根据权利要求4所述的一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述的硅烷偶联剂为N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷和γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷混合而成。

8.根据权利要求7所述的一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法，其特征在于：所述的N-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三甲（乙）氧基硅烷和 γ-（2,3-环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷的质量比为1：1～3。

9.根据权利要求4所述的一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法，其特征在于：步骤2）中所述的球磨反应，反应条件为：球磨转速为800～1200rmp/min，球磨时间为1～5h，球料比为20～60：1。