[发明专利]一种高韧性球墨铸铁及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高韧性球墨铸铁及其制备方法，原料配方中添加有废料冷轧钢、生铁、稀土合金球化剂、孕育剂、铁屑、除渣剂，再经过本发明的制备工艺所制得的高韧性球墨铸铁，相比现有产品，本发明的耐低温高韧性球墨铸铁不仅具有高韧性，而且耐低温，铁素体量和球化率均很高，性能提升明显，制备的铸件尤其适合用于各种极限工作环境使用性能优良，制备工艺简单，操作方便，节约成本。

技术领域

本发明涉及球墨铸铁领域，尤其涉及一种高韧性球墨铸铁及其制备方法。

背景技术

球墨铸铁，其综合性能接近于钢，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件，如阀门领域的应用。在A28、A29系列阀门，通常都要求具有足够的硬度、延伸性、屈服强度，除此之外，作为部分特殊环境用阀门，更要求具有优异的韧性。

发明内容

为了克服上述问题，本发明提供了一种高韧性特别是抗低温韧性高的球墨铸铁及其制备方法。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种高韧性球墨铸铁，原料配方按重量百分比计包括以下组分：废料冷轧钢56~78%、生铁17~39%、稀土合金球化剂1.1~1.2%、孕育剂0.7%，余量为铁屑、除渣剂中的一种或其组合。

具体的，所述生铁成分要求为：C：≥3.40；Si：0.50~1.00；Mn（1组）：≤0.2；P（1级）：≤0.05； S（1类）：≤0.02。

优选地，所述生铁为本溪牌高纯原生铁。

具体的，所述废料冷轧钢的成分要求为：C：≥0.14~0.22；Si：≥0.06；Mn：≥0.06；P（2级）：≤0.07；S（2类）：≤0.045。

具体的，所述稀土合金球化剂的成分要求为：RE：2.5~2.9；Mg：6.2~6.6；Ca：2.0~2.3；Si：44~45；Mn：≤1.0；Al：≤1.0；Ti：≤0.5；MgO：≤0.5。

具体的，所述孕育剂的成分要求为：Si：＞68；Al：1.5~1.9；Ca：1.5~2.0；Ba：1.5~2.0。

一种高韧性球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：

1）先将稀土合金球化剂和孕育剂分别粉碎至5~20mm小块；

2）将废料冷轧钢与生铁混合后填入球化包，然后依顺序填入稀土合金球化剂、孕育剂、铁屑、除渣剂，而后加热，铁水在炉中升温到1540~1600℃出铁；

3）将出铁的铁水在10分钟内完成浇注；

4）铸件浇注后至少2.5小时进行开箱，取出铸件；

5）将铸件送入退火炉进行热处理工艺，热处理完成后即可出炉得到高韧性球墨铸铁。

具体的，在步骤5）中，所述热处理工艺为：退火炉加热到910±10℃，保温2小时，炉冷至720±20℃保温1小时，620±20℃出炉空冷。

上述技术方案的有益之处在于：

本发明提供了一种高韧性球墨铸铁及其制备方法，制得的高韧性球墨铸铁，经过试验后，产品可达到以下性能：抗拉强度Mpa≥350；屈服（规定非比例延伸强度）Mpa≥220；延伸率%≥22；硬度HB110-175；铁素体%≈100%；球化率90%；石墨大小6-8；无渗碳体;磷共晶%＜1；低温冲击韧度平均≥12J，单个不小于9J；相比现有产品，本发明的耐低温高韧性球墨铸铁不仅具有高韧性，而且耐低温，铁素体量和球化率均很高，性能提升明显，制备的铸件尤其适合用于各种极限工作环境使用性能优良，制备工艺简单，操作方便，节约成本。