[发明专利]一种锆铈合金灰铸铁件

权利要求书

1.一种锆铈合金灰铸铁件，其特征在于：按重量百分比由以下成分组成：碳3.30%-3.45%、硅2.0%-2.2%、锰0.7%-0.8%、磷0.06%-0.1%、硫0.08-0.12%、铜0.6-0.8%、锡0.04-0.06%、铬0.15-0.25%、锆0.03-0.05%、铈0.03%-0.06%，余量为铁及铸造伴生不可避免的杂质；所述锆铈合金灰铸铁件的制备工艺包括：

步骤1）配料：生铁5-10%、废钢30-40%、回炉料50-65%、中氮煅烧焦增碳剂1-1.5%、硅铁1.2-2.0%、锰铁 0.5-1%、硫化铁0.15-0.2%、铜0.6-0.8%、锡 0.04-0.06%、铬铁 0.2-0.3%、锆铁0.3-0.5%；

步骤2）加料溶解：先加入5-8%生铁到电炉底部，再加15-20%废钢和0.5%-1%增碳剂，然后加入20-30%回炉料，将电炉加满后开始最大功率送电熔解，伴随炉内材料熔解下降，继续加入剩余废钢和增碳剂、回炉料，并加入硅铁、锰铁、硫化铁、铜、锡、铬铁与锆铁，直至原材料全部熔解；

步骤3）除渣、净化铁水：原材料完全熔解后，继续送电加热铁水到1400℃-1420℃，切断电源，加入除渣剂到铁水液面，利用低熔点除渣剂熔融态粘结铁水表面杂质，用除渣棒将粘结成块的杂质捞出，保证铁水清洁度，预防后工序浇注时发生夹渣缺陷；

步骤4）检测铁水成分并调质：铁水除渣清洁后，用舀勺取适量铁液，利用碳硅仪和分光仪检测铁水化学成分，根据铁水实际成分与目标成分差进行化学成分增补；在补碳时，仅通过添加生铁进行补碳；

步骤5）高温静置、净化铁水：铁水调质达到目标成分后，大功率送电快速加热铁水升温到1500-1530℃，然后切断电源，盖上炉盖，静置铁水8-10分钟，静置完成后，打开炉盖，加入除渣剂到铁水液面，利用低熔点除渣剂熔融态粘结铁水表面杂质，用除渣棒将粘结成块的杂质捞出，保证铁水清洁度，预防后工序浇注时发生夹渣缺陷；

步骤6）检测铁水白口值：高温静置除渣完成后，用舀勺取适量铁液，倒入白口试片树脂砂芯模型中，制作白口试片，白口试片凝固后沿横切面破断，用卡尺或钢板尺检测白口试片白口组织深度，通过白口组织深度判断铁水石墨晶核数量是否满足要求，控制铁水白口试片白口组织深度≤10mm；

步骤7）出铁水、倒包孕育：铁水白口值检测合格后，铁水熔解完成，将电炉内铁水倒入铁水包，通过铁水包将熔解好的铁水转运到浇注机，将铁水从铁水包中倒入浇注机的浇注盆内，铁水从铁水包倒入浇注盆过程进行孕育处理，通过自动孕育剂加入器将0.2%-0.3%硅钡系孕育剂，随铁水流均匀加入到浇注盆中，同时加入0.03-0.06%铈金属；

步骤8）除渣：铁水全部倒入浇注盆孕育结束后，加入除渣剂到铁水液面，利用低熔点除渣剂熔融态粘结铁水表面杂质，用除渣棒将粘结成块的杂质捞出，保证铁水清洁度，预防后工序浇注时发生夹渣缺陷；

步骤9）浇注凝固成型：将除渣干净的铁水，使用自动浇注机浇注到砂模中，凝固成型得到铸件。

2.如权利要求1所述的锆铈合金灰铸铁件，其特征在于：所述步骤1）中，所述锆铁中的锆含量为10-15%；所述废钢的厚度≥10mm；所述中氮煅烧焦增碳剂中N含量≤6000ppm，粒度为1-5mm。

3.如权利要求2所述的锆铈合金灰铸铁件，其特征在于：所述步骤4）中，利用碳硅仪检测碳含量，其包括：在碳硅仪量杯中加入设定含量的碲金属，取适量铁液倒入碳硅仪量杯中，利用碲金属具有强烈白口化能力将量杯中的铁水全部白口化，铁水按介稳定共晶模式结晶，将量杯通过热电偶连接碳硅仪，碳硅仪监控获取铁水试样凝固过程温度曲线，将该温度曲线跟铁碳相图对比得出铁水试样碳含量；若检测结果碳含量低于目标，则通过添加生铁进行补碳。