本發(fā)明涉及球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法領(lǐng)域，特別是一種混合基體組織鑄態(tài)球墨鑄鐵生產(chǎn)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在我國(guó)球墨鑄鐵的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中，混合基體組織球墨鑄鐵抗拉強(qiáng)度大于600Mpa的材料只有QT600-3和QT900-2，其延伸率為3％左右，而且QT900-2牌號(hào)通常還需要將鑄件熱處理后才能達(dá)到。但在我國(guó)自己生產(chǎn)的球墨鑄鐵中，已有了一些QT600-10的非標(biāo)材料生產(chǎn)，如廣西玉柴機(jī)器配件制造有限公司已使用了這種材料制造汽車底盤件，其抗拉強(qiáng)度大于600Mpa，延伸率為10％以上。其強(qiáng)度及延伸率都較高，屬于高強(qiáng)度高延展性球墨鑄鐵材料。
為了同時(shí)提高球墨鑄鐵的強(qiáng)度、韌性，擴(kuò)大球墨鑄鐵的應(yīng)用范圍，也為了使球墨鑄鐵能用在更重要的地方，在生產(chǎn)混合基體組織球墨鑄鐵中出現(xiàn)了不少將球墨鑄鐵合金化的技術(shù)方案，但這些方案大多采用了價(jià)格較為昂貴的金屬，如鎳、釩、鈦、鉬、錫等，加入了這些元素的球墨鑄鐵雖然取得提高韌性的效果，但很難使韌性有很大的提高，難以使球墨鑄鐵的延伸率達(dá)到8％以上，達(dá)不到韌性材料，且生產(chǎn)成本也降不下來。因此人們一直在努力尋找價(jià)格低、基體組織比例好、能顯著提升鑄件強(qiáng)度、韌性的成分配比元素和更好的鑄造工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種提高鑄件強(qiáng)度及延伸率，基體組織比例好，改善鑄鐵的球化質(zhì)量和孕育質(zhì)量，價(jià)格低的混合基體組織鑄態(tài)球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法。
本發(fā)明以如下方案解決上述技術(shù)問題：
一種混合基體組織鑄態(tài)球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法，其特征是，
(1)采用生鐵和廢鋼增碳工藝產(chǎn)生原鐵水，原鐵水的控制成分及控制質(zhì)量百分比含量為：
C：3.6％～3.9％， Si：1.6％～2.0％， Mn：0.2％～0.5％，
Cu：0.1％～0.2％， P≤0.05％， S≤0.02％；
(2)出鐵球化前在鐵水包內(nèi)使用“三明治”式裝包，即將球化劑、高效孕育劑、普通硅鐵、覆蓋劑、珍珠砂依次加入；
(3)控制鑄件的主控成分質(zhì)量百分比含量為：
Si：2.5％～3.0％，Mn：0.2％～0.6％，Cu：0.1％～0.2％，Ca：0.005％～0.05％，Ba：0.002％～0.02％；
(4)澆注成型后，高溫開箱，開箱時(shí)鑄件溫度為550±150℃。
所述原鐵水使用中頻爐單熔煉。
所述生鐵使用優(yōu)鈦生鐵，廢鋼為低碳鋼，爐料配比為：生鐵質(zhì)量百分比為20％、廢鋼質(zhì)量百分比為60％、回爐料質(zhì)量百分比為20％。
所述裝包時(shí)加入球化劑、高效孕育劑、普通硅鐵、覆蓋劑、珍珠砂的質(zhì)量百分比含量為：
球化劑1.3％、高效孕育劑2％、普通硅鐵1％、覆蓋劑0.5％、珍珠砂0.5％；
所述球墨鑄鐵的基體組織中，珠光體質(zhì)量百分比含量55-75％，鐵素體質(zhì)量百分比含量25-45％，滲碳體質(zhì)量百分比含量為≤1％，磷共晶級(jí)別為一級(jí)，石墨球化率達(dá)2級(jí)，石墨球大小為6級(jí)。
本發(fā)明方法的顯著優(yōu)點(diǎn)在于：
使用本發(fā)明方法生產(chǎn)的球墨鑄鐵，珠光體含量范圍為55-75％，鐵素體含量為25-45％，滲碳體含量為零，磷共晶級(jí)別為一級(jí)，石墨球化率達(dá)2級(jí)，石墨球大小為6級(jí)。其鑄件本體抗拉強(qiáng)度≥600Mpa，延伸率≥10％，沖擊韌性≥25J/㎝2，硬度HB180～250。保留了傳統(tǒng)球墨鑄鐵材料屈強(qiáng)比高、硬度高、扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度高、耐磨性好、加工性好、小能量多次沖擊循環(huán)次數(shù)優(yōu)越的優(yōu)點(diǎn)，克服了一般球墨鑄鐵韌性和塑性低的缺點(diǎn)，其宏觀斷裂韌性指標(biāo)及疲勞強(qiáng)度得到明顯提高，可靠性超過鋼材料。
具體實(shí)施方式
以下詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。
一種混合基體組織鑄態(tài)球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法，鐵水熔煉使用中頻爐單熔煉，采用生鐵及廢鋼增碳工藝產(chǎn)生原鐵水，爐料配比為：生鐵質(zhì)量百分比為20％、廢鋼質(zhì)量百分比為60％、回爐料質(zhì)量百分比為20％。生鐵使用低Mn、低P、低S的優(yōu)鈦生鐵，廢鋼為低碳鋼，原鐵水的控制成分及其質(zhì)量百分比含量為：
C：3.6％～3.9％， Si：1.6％～2.0％， Mn：0.2％～0.5％，
Cu：0.1％～0.2％， P≤0.05％， S≤0.02％；
出鐵球化前在鐵水包內(nèi)使用“三明治”式裝包，將球化劑、高效孕育劑、普通硅鐵、覆蓋劑、珍珠砂依次加入，球化劑使用低稀土球化劑，有效控制球化質(zhì)量。加入質(zhì)量百分比含量為：球化劑1.3％、高效孕育劑2％、普通硅鐵1％、覆蓋劑0.5％、珍珠砂0.5％。
在常規(guī)含Mn、Cu的球墨鑄鐵中加入以下質(zhì)量百分比含量的合金元素：
Ca：0.005％～0.05％，Ba：0.002％～0.02％；
同時(shí)提高上述球墨鑄鐵中的Si的質(zhì)量百分比含量為：Si：2.5％～3.0％。
所述常規(guī)含Mn、Cu的球墨鑄鐵主要化學(xué)成分及其質(zhì)量百分比含量為：
C：3.6％～3.9％，Si：％1.8～2.4％，Mn：0.2％～0.5％，Cu：0.3％～0.7％，P≤0.05％，S≤0.03％；
控制鑄件主控成分的質(zhì)量百分比含量為：
Si：2.5％～3.0％，Mn：0.2％～0.5％，Cu：0.1％～0.2％，Ca：0.005％～0.05％，Ba：0.002％～0.02％；
完成澆注成型后，高溫開箱，開箱時(shí)鑄件溫度為：550±150℃。
Ca和Ba在球墨鑄鐵中不僅有均勻、細(xì)化組織的作用，還能脫S脫P(yáng)、凈化鐵水，而且價(jià)格低、用量少，在球墨鑄鐵中加入Ca和Ba，有助于改善球墨鑄鐵的硬度分散性和疲勞裂紋擴(kuò)散性。同時(shí)通過提高鑄件的Si含量，提高穩(wěn)定基體中的鐵素體含量，通過控制Mn、Cu等合金元素的含量，使基體中的珠光體達(dá)到一定比例。高溫開箱，相當(dāng)于鑄件自身余熱自回火，減少鑄件在澆注凝固過程中的鑄造應(yīng)力。采用本發(fā)明方法生產(chǎn)的球墨鑄鐵，珠光體含量范圍為55-75％，鐵素體含量為25-45％，滲碳體含量為零，磷共晶級(jí)別為一級(jí)，石墨球化率達(dá)2級(jí)，石墨球大小為6級(jí)。其鑄件本體機(jī)械性能可以達(dá)到抗拉強(qiáng)度≥600Mpa，延伸率≥10％，沖擊韌性≥25J/㎝2，硬度HB180～250，完全可以做到以鐵代鋼。
用本發(fā)明方法生產(chǎn)的汽車底盤件氣室支架，已裝配汽車使用達(dá)21000件，至今未有故障件產(chǎn)生，綜合性能遠(yuǎn)高于原使用鑄鋼件生產(chǎn)的產(chǎn)品。而且這種球墨鑄鐵件的生產(chǎn)較用鑄鋼料制作每公斤成本下降10元以上，突顯出這種技術(shù)的優(yōu)越性。
使用本發(fā)明的方法生產(chǎn)出的球墨鑄鐵，可廣泛取代鋼材用于各種汽車底盤類零部件如：附加橋殼、懸架支架、推桿支架、安裝板等，及其它如鐵路機(jī)車車輛、農(nóng)用機(jī)械、建筑機(jī)械和軍工方面等需承受高強(qiáng)度、高韌性的大中小零件材料。
實(shí)施例1：
采用本發(fā)明方法生產(chǎn)汽車底盤件氣室支架，控制鑄件化學(xué)成分的質(zhì)量百分比含量為：
C：3.85％，Si：2.72％，Mn：0.32％，Cu：0.2％，Ca：0.018％，Ba：0.005％，P：0.025％，S：0.01％。
獲得成品的機(jī)械性能為：
抗拉強(qiáng)度654Mpa，延伸率11％，沖擊韌性53J/㎝2，硬度HB 219。
實(shí)施例2：
采用本發(fā)明方法生產(chǎn)汽車附加橋殼，控制鑄件化學(xué)成分的質(zhì)量百分比含量為：
C：3.82％，Si：2.68％，Mn：0.30％，Cu：0.17％，Ca：0.025％，Ba：0.007％，P：0.028％，S：0.009。
獲得成品的機(jī)械性能：
抗拉強(qiáng)度650Mpa，延伸率10.8％，沖擊韌性55J/㎝2，硬度HB 208。