[发明专利]一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法

说明书

本发明属于冶金工业领域，具体涉及一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法。制备步骤为：1）按配比计算原料用量并备料；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）浇铸得到预制件；5）热处理。本发明技术方案的技术优点在于：本发明所制备出的球墨铸铁，在避免使用价格昂贵的Mo、Ni、V等合金的情况下，同样获得了高抗拉强度、高材料硬度的球墨铸铁，大大降低了生产成本，使产品在市场的竞争力得到了提高。

技术领域

本发明属于冶金工业领域，具体涉及一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法。

背景技术

球墨铸铁广泛地应用于机床类铸件产品。而机床类铸件产品由于其使用特点，要求材料具有良好的抗拉强度以及较高的材料硬度。在现有技术中，生产高强度、高硬度球墨铸铁时，通常添加Cu、Mo、Ni、V、Ti、Cr等元素，来提高球墨铸铁的强度和硬度，这已成为众多铸造企业的首选方案，但是，这种方案在提高了球墨铸铁的抗拉强度和材料硬度的同时，也会导致球墨铸铁的机械加工性能变差，机械加工工时延长，在加工过程中经常出现磨刀、打刀等现象。此外，由于诸如Mo、Ni、V等金属的价格昂贵，导致铸件生产成本高昂。

现有技术中的球墨铸铁生产工艺，除少量的孕育剂用于覆盖球化剂外，其余的孕育剂在第一次出铁水时随铁流一起冲入球铁包，孕育剂有效时间为8～10分钟，即孕育剂自加入铁水起8～10分钟后开始孕育衰退。在一般实际生产中，一包铁水需要浇注多箱铸件，自开始出铁水到第一箱铸件浇注一般需要6～8分钟左右的时间，而在剩余的孕育时间内浇完余下铸件，在生产中是很难做到的。

发明内容

本发明的目的在于如何延长孕育剂的有效孕育时间使得能够完成多箱铸件浇注而提供一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法。

为实现本发明目的而采用的技术方案为：一种高强度高硬度球墨铸铁的制备方法，其制备步骤如下：

1）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。

优选的，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。

优选的，本发明的高强度高硬度球墨铸铁，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5～10份、除氮剂1～3份。