[发明专利]高强韧性厚壁球墨铸铁材料及其铸造方法

权利要求书

1.一种高强韧性厚壁球墨铸铁材料，其特征在于，该材料原铁液包括按质量百分比计的以下成分：C 3.5~3.8%、Si 0.3 %~0.60%、Mn＜0.4%、P＜0.06%、S＜0.05%，Cr 0.4~0.7%，余量为Fe和不可避免的杂质；通过球化孕育后铸件材料化学成分中含有：C 3.5~3.8%、Si1.6~2.2%、Mn＜0.4%、P＜0.06%、S＜0.05%，Cr 0.4~0.7%、Cu 0.5~0.8%、Mg：0.04-0.06%、RE：0.01-0.04；该材料壁厚大于100mm，抗拉强度≥1000MPa，延伸率≥4%，HBW≥300；

其铸造方法包括以下步骤：

S1、根据配比选择原料，在中频感应电炉中熔化铁水，取样分析，调整成分合格后，将铁水升温至1505±5℃，保温3~7分钟，降温至1445±5℃后出炉；

S2、出炉前在浇包底部球化槽内加入铁水质量1.35±0.2%的球化剂，球化剂上覆盖0.6±0.1%的孕育剂，用木槌捣实后覆盖0.1±0.05%的除渣剂，最后覆盖0.5~0.8%的Cu；

S3、铁水出炉15~25%时，再将0.5±0.1%的孕育剂加入浇包内，采用冲入法+随流方式处理铁水；待球化结束后进行扒渣操作，至表面无明显块状浮渣后，将0.15±0.05%的孕育剂加入铁水表面，覆盖好0.1±0.05%的除渣剂，准备浇注；

S4、在浇口盆内加入0.15±0.1%的孕育剂作为随流孕育剂；然后浇注S3中得到的铁水，静置5-10s后，将表面炉渣挑出后挑堵浇注，直至浇注结束；

S5、浇注后的材料在型内保温8~76h，开箱后进行正火处理，正火处理温度为920±10℃；然后出炉喷雾冷却，至表面温度降至300℃以下后再升温至530±10℃进行回火处理，最后出炉空冷，得到高强韧性厚壁球墨铸铁材料；

所述孕育剂为含Ba、Ca和Bi的化合物，其中Ba：Ca：Bi的比例为1：2：2.5；球化剂为含Si、Ce稀土镁球化剂；除渣剂为含硅、铝的氧化物，其中硅、铝的比例为3：1。

2.根据权利要求1所述的高强韧性厚壁球墨铸铁材料，其特征在于：S1中原料为50份生铁、50份碳素钢、2份增碳剂及1份铬铁。

3.根据权利要求1所述的高强韧性厚壁球墨铸铁材料，其特征在于：S1中铁水温度达到1410±5℃时，取样进行光谱分析，炉内成分控制为：C 3.5~3.8%、Si 0.3 %~0.60 %、Mn＜0.4%、P＜0.06%、S＜0.05%，Cr 0.4~0.7%。

4.根据权利要求1所述的高强韧性厚壁球墨铸铁材料，其特征在于：S3处理后的铁水在20min中内进行浇注。

5.根据权利要求1所述的高强韧性厚壁球墨铸铁材料，其特征在于：正火处理和回火处理的保温时间根据厚度确定，具体时间为t/25+1h,其中t为壁厚mm。

6.根据权利要求1所述的高强韧性厚壁球墨铸铁材料，其特征在于：材料的厚度为100~250mm。