一種灰鑄鐵及其生產方法
【專利摘要】本發明公開了一種灰鑄鐵及其生產方法，本發明的灰鑄鐵，其各化學成分重量百分比含量為：C：3.1%-3.3%,Si:1.8%-2.2%,Mn:0.5%-0.8%,P:0-0.04%，S:0.05%-0.1%，Cr:0.1%-0.4%，Cu:0.3%-0.5%，Sn:0-0.06%，Sb：＜0.02%，余量為Fe。本發明的灰鑄鐵適合于制造壁厚易收縮、HT300以上牌號的鑄造件；本發明的灰鑄鐵生產方法，通過采用在灰鑄鐵的生產過程中向鐵水加入銅、鉻、銻、錫進行合金化等技術手段，以代替現有技術中普遍采用的使用鉬和鎳進行合金化，從而解決了灰鑄鐵產品縮松傾向大的問題，所制備出的灰鑄鐵用于鑄造成型后，其鑄件縮松傾向小、鑄件無縮孔、鑄件成品率高，制造成本低。
【專利說明】一種灰鑄鐵及其生產方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種鑄鐵及其生產方法，尤其涉及一種灰鑄鐵及其生產方法。
【背景技術】
[0002]灰鑄鐵是指具有片狀石墨的鑄鐵，主要成分是鐵、碳、硅、錳、硫、磷，是應用最廣的鑄鐵，其產量占鑄鐵總產量80%以上。其可獲得比鑄鋼更薄而復雜的鑄件，鑄件中殘余內應力及翹曲變形較鑄鋼小。灰鑄鐵在不同截面上性能較均勻，適于做要求高、而截面不一的大型鑄件。灰鑄鐵材料能得到如此廣泛的應用，與其良好的鑄造成型性、減磨性、減震性和成本低廉等特點密不可分。灰鑄鐵的力學性能與基體的組織和石墨的形態有關，即灰鑄鐵的強度和綜合質量，主要由其微觀結構決定。例如，珠光體基體灰鑄鐵的石墨片細小，有較高的強度和硬度，主要用來制造較重要鑄件。目前由于技術發展，產品升級換代，產品的要求標準越來越嚴格，因此迫切要求鑄件材質性能在質量可靠性和穩定性方面要有大的提高，因此迫切需要牌號高、綜合性能良好的鑄鐵材料。
[0003]要生產出高牌號灰鑄鐵件，很重要的一點就是控制好灰鑄鐵熔煉過程，以形成良好的微觀結構。因此，嚴格控制熔煉過程鐵水的質量，及灰鑄鐵的各種組分配比和合金化處理十分重要。
[0004]現有技術中，HT300灰鑄鐵在鑄造過程中，主要采用加入銅、鉻、鑰、鎳進行合金化，雖然這對于提高灰鑄鐵的強度效果明顯。但一方面，由于引入了鑰和鎳成分進行合金化，容易導致鑄件的縮松傾向大，使得鑄造性能差，增加鑄件滲漏的危險，不適合厚大件制作，且鑄件廢品率較高；另一方面，由于金屬鑰和鎳的價格相對較高，使得鑄件制造成本偏高。

【發明內容】

[0005]本發明的目的之一是，提供一種熔煉過程中不使用鑰和鎳元素進行合金化，成品具有縮松傾向小、鑄造性能好的灰鑄鐵。
[0006]本發明為實現上述目的需要解決的問題是，在熔煉過程中不使用鑰和鎳元素進行合金化的情況下，合理選擇灰鑄鐵原料組分，以生產出無縮松傾向的灰鑄鐵產品的技術問題。
[0007]本發明為解決上述技術問題采用的技術方案是，一種灰鑄鐵，其特征在于，各化學成分重量百分比含量為:C:3.l%-3.3%, S1: 1.8%-2.2%, Mn: 0.5%-0.8%, P: 0-0.04%,S:0.05%-0.1%, Cr:0.l%-0.4%, Cu:0.3%-0.5%, Sn:0-0.06%, Sb:< 0.02%，余量為 Fe。
[0008]上述技術方案直接帶來的技術效果是，通過采用在灰鑄鐵的生產過程中向鐵水加入銅、鉻、銻、錫進行合金化等技術手段，以代替現有技術中，普遍采用的使用鑰和鎳進行合金化，從而解決了灰鑄鐵產品縮松傾向大的問題，所制備出的灰鑄鐵用于鑄造成型后，其鑄件縮松傾向小，鑄件無縮 。
[0009]本發明的目的之二是，提供一種上述灰鑄鐵的生產方法。
[0010]本發明為實現上述目的要解決的技術問題是，在灰鑄鐵的生產過程中，通過采用向鐵水加入銅、鉻、銻、錫進行合金化，在保留較好灰鑄鐵的強度、鑄造性能、耐磨性能、切削加工性能、低的缺口敏感性能等的基礎上，有效減小灰鑄鐵縮松傾向及其鑄件縮孔的技術問題。
[0011] 本發明為解決上述技術問題采用的技術方案是，一種權利要求1所述的灰鑄鐵的生產方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0012]a.依次將生鐵、廢鋼材加入電爐內，加熱升溫至1200度時加入Mn鐵，并繼續升溫至1500-1550度生成熔融態的鐵水；保溫并進行鐵水除渣；
[0013]b.降溫至1450±10度后出鐵水；
[0014]c.出鐵水的同時進行爐前處理，將銅加入包底，硅鋇、稀土硅鐵、鉻鐵在出鐵水時隨液流加入，錫和銻在鐵水出至1/2-2/3時隨液流加入；爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制為:C:3.1-3.3%, S1:l.8-2.2%, Mn:0.5-0.8%, P:0-0.04%,S:0.05-0.1%，Cr:0.1-0.4%, Cu:0.3-0.5%, Sn:0-0.06%, Sb:< 0.02%，余量為 Fe。
[0015]d.澆注成型。
[0016]上述技術方案直接帶來的技術效果是，其生產工藝合理、過程控制簡便；生產出的灰鑄鐵，其鑄造性能優越；原料選擇方面，由于使用合金元素量少，且相對價格較低，因而，灰鑄鐵的生產成本較低；通過采用在灰鑄鐵的生產過程中向鐵水加入銅、鉻、銻、錫進行合金化等技術手段，以代替現有技術中普遍采用的使用鑰和鎳進行合金化，從而解決了灰鑄鐵產品縮松傾向大的問題。
[0017]作為優選，上述鐵質原料包括生鐵、廢鋼鐵和回爐料。
[0018]進一步優選，上述生鐵的重量百分比為30-50%，廢鋼鐵的重量百分比為30-50%，回爐料的重量百分比為0-20%。
[0019]上述優選技術方案直接帶來的技術效果是，一方面，既可降低制造成本，又能實現資源的回收利用；另一方面，由于可利用回爐料進行生產，因而可有效降低浪費。
[0020]綜上所述，本發明的灰鑄鐵的生產方法，其生產工藝合理、熔煉過程控制簡便；生產出的灰鑄鐵，其鑄造性能優越；原料選擇方面，由于使用合金元素量少，且相對價格較低，因而，灰鑄鐵的生產成本較低；通過采用在灰鑄鐵的生產過程中向鐵水加入銅、鉻、銻、錫進行合金化等技術手段，以代替現有技術中普遍采用的使用鑰和鎳進行合金化，從而解決了灰鑄鐵產品縮松傾向大的問題。采用本發明的灰鑄鐵的生產方法生產出的灰鑄鐵，鑄造出的鑄件，具有不產生縮孔、成品率高等特點，可以滿足目前高性能、厚大鑄件的材質要求。
【具體實施方式】
[0021]現結合實施例對本發明進行詳細的說明。本發明的實施例1-14，其灰鑄鐵都是按照如下生產方法制造出來的，相互之間的區別僅在于，對爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制的比例不盡相同。
[0022]依次將生鐵、廢鋼材加入電爐內，加熱升溫至1200度時加入Mn鐵，并繼續升溫至1500-1550度生成熔融態的鐵水；保溫并進行鐵水除渣；降溫至1450±10度后出鐵水；
[0023]出鐵水的同時進行爐前處理，將銅加入包底，硅鋇、稀土硅鐵、鉻鐵在出鐵水時隨液流加入，錫和銻在鐵水出至1/2~2/3時隨液流加入；對爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比進行控制；最后，澆注成型。[0024]實施例1
[0025]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制為:C:3.1%，S1: 1.8%, Mn: 0.8%, P: 0-0.04%, S: 0.1%，Cr: 0.4%, Cu: 0.5%, Sn: 0.06%, Sb:< 0.02%,余量為Fe。最后,燒注成型。
[0026]實施例2
[0027]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制為:C:3.1%，S1: 1.8%, Mn: 0.5%, P: 0.04%, S: 0.08%, Cr: 0.2%, Cu: 0.4%, Sn: 0.06%, Sb:< 0.02%,余量為Fe。最后,燒注成型。
[0028]實施例3
[0029]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制為:C:3.2%，S1: 2.0%,Μη:0.8%, P:0.02%, S:0.1%, Cr:0.4%, Cu:0.5%, Sn:0.06%, Sb:< 0.02%，余量為 Fe。最后，澆注成型。
[0030]實施例4
[0031]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制為:C:3.2%，S1:2.0%, Mn:0.6%, P:0%, S:0.08%, Cr:0.3%, Cu:0.4%, Sn:0.03%, Sb:< 0.02%,余量為 Fe。最后，澆注成型。
[0032]實施例5
[0033]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制為:C:3.15%，S1: 1.9%, Mn:0.7%, P:0.01%, S:0.05%, Cr:0.1%，Cu: 0.4%, Sn: 0.04%, Sb:< 0.02%，余量為Fe。最后,燒注成型。
[0034]實施例6
[0035]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制為:C:3.3%，S1:2.2%, Mn:0.5%, P:0%, S:0.05%, Cr:0.1%，Cu:0.3%, Sn:0%, Sb:< 0.02%，余量為 Fe。最后，澆注成型。
[0036]實施例7
[0037]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制為:C:3.18%，S1: 2.05%, Mn: 0.65%, P: 0.02%, S: 0.05%, Cr: 0.3%, Cu: 0.3%, Sn: 0.02%, Sb:< 0.02%,余量為Fe。最后,燒注成型。
[0038]實施例8·[0039]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制為:C:3.15%，S1: 1.88%, Mn: 0.7%, P: 0.01%, S: 0.05%, Cr: 0.2%, Cu: 0.4%, Sn: 0.02%, Sb:< 0.02%,余量為Fe。最后,燒注成型。
[0040]實施例9
[0041]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制為:C:3.2%，S1: 2.2%, Mn: 0.5%, P: 0.03%, S:0.3%, Cr:0.3%, Cu:0.3%, Sn:0.01%, Sb:< 0.02%，余量為 Fe。最后，澆注成型。
[0042]實施例10
[0043]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制為:C:3.3%，S1:2.2%, Mn:0.8%, P:0-0.04%, S:0.1%，Cr:0.4%, Cu:0.4%, Sn:0.05%, Sb:< 0.02%，余量為Fe。最后,燒注成型。
[0044]實施例11
[0045]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制與實施例10完全相同，區別在于鐵質原料包括廢鋼材和回爐料，其中廢鋼材的重量百分比為30%、回爐料的重量百分比為20%。 [0046]實施例12
[0047]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制與實施例10完全相同，區別在于鐵質原料包括廢鋼材和回爐料，其中廢鋼材的重量百分比為45%、回爐料的重量百分比為10%。
[0048]實施例13
[0049]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制與實施例10完全相同，區別在于鐵質原料包括廢鋼材，其中廢鋼材的重量百分比為50%。
[0050]實施例14
[0051]爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制與實施例10完全相同，區別在于鐵質原料包括廢鋼材，其中廢鋼材的重量百分比為20%、回爐料的重量百分比為 20%ο
[0052]對比例1:HT300灰鑄鐵
[0053]原材料:生鐵40 %，鋼材30 %，回爐鐵25 %。
[0054]化學成分:C:3.3%, S1:2.2%, Mn:0.8%, P:0.04%, S:0.1%，Cr:0.4%, Cu:0.4%, Ni:0.60%, Mo:0.40%o
[0055]對比例2:HT300灰鑄鐵
[0056]原材料:生鐵40 %，鋼材30 %，回爐鐵25 %。
[0057]化學成分:C:3.3%, Si:2.2%, Mn:0.8%, P:0.02%, S:0.1%，Cr:0.4%, Cu:0.4%, Ni:
0.40%, Mo:0.30%
[0058]分別取實施例1-14制備出的灰鑄鐵鑄件與對比例1-2制備的灰鑄鐵鑄件進行測試，結果如下表1:
[0059]表1:灰鑄鐵鑄件的性能測試對比情況表
[0060]
【權利要求】
1.一種灰鑄鐵，其特征在于，各化學成分重量百分比含量為:c:3.l%-3.3%, S1: 1.8%-2? 2%, Mn:0.5%-0.8%, P:0-0.04%, S:0.05%-0.1%，Cr:0.1%_0.4%, Cu:0.3%-0.5%, Sn:0-0.06%,Sb:< 0.02%，余量為 Fe。
2.—種權利要求1所述的灰鑄鐵的生產方法，其特征在于，包括以下步驟: a.按品位等級的高低依次將各種鐵質原料加入電爐內，加熱升溫至1200度時加入Mn鐵，并繼續升溫至1500-1550度生成熔融態的鐵水；保溫并進行鐵水除渣； b.降溫至1450±10度后出鐵水； c.出鐵水的同時進行爐前處理，將銅加入包底，硅鋇、稀土硅鐵、鉻鐵在出鐵水時隨液流加入，錫和銻在鐵水出至1/2~2/3時隨液流加入；爐前處理的最終熔融混合物中各化學成分重量百分比控制為:C:3.1-3.3%, S1: 1.8-2.2%, Mn: 0.5-0.8%, P: 0-0.04%,S:0.05-0.1%，Cr:0.1-0.4%, Cu:0.3-0.5%, Sn:0-0.06%, Sb:< 0.02%，余量為 Fe。 d.澆注成型。
3.根據權利要求2所述的灰鑄鐵的生產方法，其特征在于，所述鐵質原料包括生鐵、廢鋼材和回爐料。
4.根據權利要求3所述的灰鑄鐵的生產方法，其特征在于，所述生鐵的重量百分比為30-50%，所述廢鋼材的重量 百分比為30-50% ;所述回爐料的重量百分比為0-20%。
【文檔編號】C22C37/10GK103589944SQ201310606915
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年11月25日 優先權日:2013年11月25日
【發明者】孟慶福, 荊培伍, 王彩云, 李秀珍, 王偉 申請人:青島海之冠汽車配件制造有限公司