[发明专利]一种大断面硅固溶强化铁素体球墨铸铁心部石墨形态的控制方法

摘要

本发明属于铸铁技术领域，具体涉及保证大断面硅固溶强化铁素体球墨铸铁心部石墨形态和性能的工艺方法。本发明的技术方案是提供大断面硅固溶强化铁素体球墨铸铁件心部石墨形态的保证方法。通过原材料选择，铁水成分控制，球化剂、覆盖剂及其处理工艺的优化，孕育剂及其处理工艺的确定，微量合金元素加入量及加入方法的确定，使壁厚大于300mm的铸块心部解剖及壁厚大于60mm的大型铸件本体套料，在保证材料相关性能要求的前提下其心部材料不出现碎块状石墨，石墨球圆整，球化率≥80％，基体组织中铁素体含量＞95％、珠光体含量＜5％。

主权项

一种大断面硅固溶强化铁素体球墨铸铁心部石墨形态的控制方法，包括以下步骤：A)材料选择：生铁：40‑60wt％，废钢：10‑30wt％，回炉料：20‑40wt％，生铁选择高纯生铁，废钢选择低碳钢；球化剂选择无稀土镁硅铁合金球化剂，覆盖剂选择一种低硅高铁含Ba硅铁覆盖剂，孕育剂选择硅钙钡孕育剂和含稀土随流孕育剂；B)熔炼：生铁、废钢、回炉料一起熔化，控制铁水出炉温度为1420～1480℃；C)球化处理：在步骤B中得到的铁水中加入球化剂，选择无稀土镁硅铁合金球化剂，其中球化剂的成分配方是：Mg 5‑7wt％，Si 40‑50wt％，Re≤0.01wt％，其余为铁；球化剂的加入量为步骤B所得铁水总量的1.0～1.5wt％；球化处理温度：1420～1480℃，在球化剂上加入覆盖剂，覆盖剂的成分配方：Si 30‑40wt％，Ba 1.5‑4.0wt％，其余为铁，覆盖剂的加入量为步骤B所得铁水总量的0.3～0.8wt％；D)孕育：孕育包括一次孕育和随流孕育，一次孕育时加入孕育剂Ⅰ，加入量为步骤B所得铁水总量的0.3‑1.0wt％，球化反应开始时加入；随流孕育为在浇注时加入孕育剂Ⅱ，加入量为步骤B所得铁水总量的0.1‑0.3％；孕育剂Ⅰ为硅钙钡孕育剂，成分配方是：Si 70‑80wt％，Ca 1.5‑2.5wt％，Ba 8‑12％，其余为铁；孕育剂Ⅱ为含稀土随流孕育剂在浇注过程中加入的随流孕育剂，孕育剂成分配方是：Si 65‑75wt％，Ce 1.0‑1.8wt％，Ca 0.8‑1.5wt％，其余为铁；在浇注时随铁水流加入；E)微量合金元素的加入：微量合金元素为Sb，加入量为步骤B所得铁水总量的0.001～0.006wt％；加入方法是通过与随流孕育剂混合均匀后，在浇注时随流加入；F)造型：采用呋喃树脂砂工艺铸造，并保证充足的吃砂量和型砂强度；G)浇注：控制浇注温度在1330～1380℃，保证浇注速度平稳；H)冷却：确保铸件在型内缓慢冷却，开箱温度控制在≤400℃，开箱后空冷，得到大断面固溶强化铁素体球墨铸铁；其中，制备过程中控制元素组成：C:3.0～3.7wt％，Si:2.8～4.0wt％，Mn≤0.3wt％，P≤0.04wt％，S:0.01～0.03wt％，Sb：0.001～0.006wt％，Mg:0.03～0.06wt％，Re≤0.001wt％其余为Fe和制备过程中带入的杂质。