一種高強度灰鑄鐵材料制備方法
【專利摘要】一種高強度灰鑄鐵材料制備方法，包括以下步驟：1）配料、2）爐前沖廢鋼與錳鐵、3）孕育處理；本發明，采用控制鐵水Si/C值、爐前包內沖錳鐵調整[Mn-Si]值、爐前包內沖廢鋼增加過冷度以提高孕育效果，采用由50%硅鐵+50%硅鋇合金組成的混合孕育劑進行出鐵槽沖入法孕育，在碳當量為3.9～4.1%及無合金化的條件下，可以穩定制備出高強度HT250鑄鐵材料，材料性能指標達到：抗拉強度σb:260～275Mpa、硬度HB:185～220、珠光體含量大于85%。
【專利說明】一種高強度灰鑄鐵材料制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鑄鐵材料加工領域，具體涉及一種控制鐵水Si/C值、[Μη-Si]差值以及爐前鐵水包內沖廢鋼、錳鐵，采用硅鋇與硅鐵混合孕育劑孕育技術，制備HT250高強度灰鑄鐵材料的方法。
【背景技術】
[0002]高強度HT250鑄鐵具有較高的強度、較好的耐磨性以及減振性能，因此，該材料廣泛地用于制造發動機缸體、缸蓋以及機床等箱體類結構零件。
[0003]目前，制備HT250的高強度鑄鐵材料時，為穩定材料性能，一般均采用單一或者同時加入銅、鉻合金元素。但是在非合金化條件下制備HT250高強度鑄鐵時存在性能穩定性低的問題。
【發明內容】
[0004]針對上述問題，本發明的目的在于提供一種HT250高強度灰鑄鐵材料的制備方法，是控制鐵水Si/C值、爐前包內沖錳鐵調整[Μη-Si]差值、爐前包內沖廢鋼提高鐵水過冷度達到提高鐵水孕育效果，采用出鐵槽一次沖入法孕育，穩定生產出高強度HT250鑄鐵材料。
[0005]本發明的技術方案是通過以下方式實現的:一種高強度灰鑄鐵材料制備方法，包括以下步驟:1)配料、2)爐前沖廢鋼與錳鐵、3)孕育處理；其特征在于:
1)、配料:以重量百分比計，原鐵水成分:C:3.2~3.4%, S1:1.8~2.l%,Mn:0.5~0.7%、硫 S:0.09 ~0.12%、磷 P:0.10 ~0.17%，其余為鐵；
2)、爐前沖廢鋼與錳鐵:出鐵溫度1450~1460°C，在400-500°C溫度的鐵水包內放入3~5%的廢鋼，廢鋼采用一般碳素鋼，厚度2~4_，塊度尺寸為鐵水包直徑的1/5~1/4 ；出鐵時，在出鐵槽隨流沖入錳鐵，沖入量為鐵水量的0.50~0.6%，錳鐵粒度為2~4mm，[Mn-Si]值控制在-1.25 ~-1.35 ；
其中:錳鐵為中碳錳鐵 FeMn78C2.0,成分為:75.0-~82.0%Mn、2%C、l.5%S1、0.25%P、0.03%S，其余為鐵。
[0006]3)、孕育處理:處理溫度為1430~1440°C，出鐵時在出鐵槽隨流沖入錳鐵后，隨即沖入由75硅鐵與硅鋇合金混合組成的孕育劑；按鐵水重計，孕育劑加入量為0.5~0.6%，孕育劑粒度3~7mm ;混合孕育劑組成為50%硅鐵+50%硅鋇合金。
[0007]硅鋇合金成分為:Ba4_6%，Cal-2%, Si65-70%, Al 1-2%，其余為鐵，硅鐵合金成分為:Si72-80%、Cr ( 0.5%、P≤0.5%、S≤0.04%、C≤0.02%,其余為鐵，鐵水重量波動±5%。
[0008]本發明的有益效果:采用控制鐵水Si/C值、爐前包內沖錳鐵調整[Μη-Si]值、爐前包內沖廢鋼增加過冷度以提高孕育效果，采用由50%硅鐵+50%硅鋇合金組成的混合孕育劑進行出鐵槽沖入法孕育，在碳當量為3.9~4.1%及無合金化的條件下，可以穩定制備出高強度HT250鑄鐵材料，材料性能指標達到:抗拉強度σ b:260~275Mpa、硬度HB: 185~220、珠光體含量大于85%。
【具體實施方式】
[0009]一種高強度灰鑄鐵材料制備方法，包括以下步驟:
1、配料:以重量百分比計，原鐵水成分:c:3.2~3.4%, S1:1.8~2.1%, Mn:0.5~
0.7%、硫 S:0.09 ~0.12%、磷 P:0.10 ~0.17%，其余為鐵；
2、爐前沖廢鋼與錳鐵:出鐵溫度1450~1460°C，在400-500°C溫度的鐵水包內放入3~5% (鐵水包容量)的廢鋼，廢鋼采用一般碳素鋼，厚度2~4mm，塊度尺寸為鐵水包直徑的1/5~1/4。出鐵時，在出鐵槽隨流沖入錳鐵(為商品材料)，沖入量為0.50~0.6%，錳鐵粒度為2~4mmο [Mn-Si]值控制在-1.25~-1.35。
[0010]其中:錳鐵為中碳錳鐵FeMn78C2.0，成分為:75.0-~82.0%Mn、2%C、1.5%S1、
0.25P、0.03%S，其余為鐵。
[0011]3、孕育處理:處理溫度1430~1440°C時，出鐵時在出鐵槽隨流沖入錳鐵后，隨即沖入由75娃鐵與娃鋇合金混合組成的孕育劑。孕育劑加入量0.5~0.6%,孕育劑粒度3~7mm。混合孕育劑組成為50%娃鐵+50%娃鋇合金。娃鋇合金商品成分為
Si65-70%, All-2%，其余為鐵，硅鐵合金商品成分為:Si72_80%、Cr ( 0.5%、P≤0.5%、S^0.04%、C^0.02%,其余為鐵，鐵水重量波動±5%。
[0012]本發明所得的高強度灰鑄鐵，處理后鐵水成分:C:3.2~3.4%,S1:2.1~2.4%、Mn:0.9 ~1.1 %、硫 S:0.09 ~0.12%、磷 P:0.10 ~0.17%、其余為鐵，碳當量在 3.9 ~4.05時，Si/C值控制在0.73~0.75 ;碳當量在4.1~4.15時，Si/C值控制在0.70~0.72。
[0013]實施例1:
采用本發明制造柴油機飛輪鑄件，鑄件組織珠光體含量達到88%，性能指標達到:抗拉強度。13:259 ~2661^^、硬度冊:185~200。
【權利要求】
1.一種高強度灰鑄鐵材料制備方法，包括以下步驟:1)配料、2)爐前沖廢鋼與錳鐵、3)孕育處理；其特征在于:1)、配料:以重量百分比計，原鐵水成分:c:3.2~3.4%, S1:1.8~2.l%,Mn:0.5~0.7%、硫 S:0.09 ~0.12%、磷 P:0.10 ~0.17%，其余為鐵；2)、爐前沖廢鋼與錳鐵:出鐵溫度1450~1460°C，在400-500°C溫度的鐵水包內放入3~5%的廢鋼，廢鋼采用一般碳素鋼，厚度2~4_，塊度尺寸為鐵水包直徑的1/5~1/4 ；出鐵時，在出鐵槽隨流沖入錳鐵，沖入量為鐵水量的0.50~0.6%，錳鐵粒度為2~4mm，[Mn-Si]值控制在-1.25 ~-1.35 ；3)、孕育處理:處理溫度為1430~1440°C，出鐵時在出鐵槽隨流沖入錳鐵后，隨即沖入由75娃鐵與娃鋇合金混合組成的孕育劑；孕育劑加入量為0.5~0.6%,孕育劑粒度3~7mm ;混合孕育劑組成為50%硅鐵+50%硅鋇合金。
2.根據權利要求1所述的一種高強度灰鑄鐵材料制備方法，其特征在于:所述的步驟 2)中的錳鐵為中碳錳鐵 FeMn78C2.0,成分為:75.0-~82.0%Mn、2%C、l.5%S1、0.25%P、0.03%S，其余為鐵。
3.根據權利要求1所述的一種高強度灰鑄鐵材料制備方法，其特征在于:所述的步驟3)中的硅鋇合金成分為:Ba4-6%，Cal-2%, Si65-70%, All_2%，其余為鐵，硅鐵合金成分為:Si72-80%、Cr ≤0.5%、P≤0.5%、S≤0.04%、C≤0.02%,其余為鐵，鐵水重量波動±5%。
【文檔編號】C22C33/08GK103602879SQ201310635061
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年12月2日 優先權日:2013年12月2日
【發明者】荊澤平, 傅明喜, 張軍中, 范萃常, 荊鈺琦 申請人:丹陽市錦雄機械制造有限公司