CN103602879A - 一种高强度灰铸铁材料制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种高强度灰铸铁材料制备方法，包括以下步骤：1）配料、2）炉前冲废钢与锰铁、3）孕育处理；本发明，采用控制铁水Si/C值、炉前包内冲锰铁调整[Mn-Si]值、炉前包内冲废钢增加过冷度以提高孕育效果，采用由50%硅铁+50%硅钡合金组成的混合孕育剂进行出铁槽冲入法孕育，在碳当量为3.9～4.1%及无合金化的条件下，可以稳定制备出高强度HT250铸铁材料，材料性能指标达到：抗拉强度σb:260～275Mpa、硬度HB:185～220、珠光体含量大于85%。
Description
技术领域
本发明涉及铸铁材料加工领域，具体涉及一种控制铁水Si/C值、[Mn-Si]差值以及炉前铁水包内冲废钢、锰铁，采用硅钡与硅铁混合孕育剂孕育技术，制备HT250高强度灰铸铁材料的方法。
背景技术
高强度HT250铸铁具有较高的强度、较好的耐磨性以及减振性能，因此，该材料广泛地用于制造发动机缸体、缸盖以及机床等箱体类结构零件。
目前，制备HT250的高强度铸铁材料时，为稳定材料性能，一般均采用单一或者同时加入铜、铬合金元素。但是在非合金化条件下制备HT250高强度铸铁时存在性能稳定性低的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种HT250高强度灰铸铁材料的制备方法，是控制铁水Si/C值、炉前包内冲锰铁调整[Mn-Si]差值、炉前包内冲废钢提高铁水过冷度达到提高铁水孕育效果，采用出铁槽一次冲入法孕育，稳定生产出高强度HT250铸铁材料。
本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种高强度灰铸铁材料制备方法，包括以下步骤：1）配料、2）炉前冲废钢与锰铁、3）孕育处理；其特征在于：
1）、配料：以重量百分比计，原铁水成分：C：3.2～3.4％、Si：1.8～2.1％、Mn：0.5～0.7％、硫S：0.09～0.12%、磷P：0.10～0.17%，其余为铁；
2）、炉前冲废钢与锰铁：出铁温度1450～1460℃，在400-500℃温度的铁水包内放入3～5%的废钢，废钢采用一般碳素钢，厚度2～4mm，块度尺寸为铁水包直径的1/5～1/4；出铁时，在出铁槽随流冲入锰铁，冲入量为铁水量的0.50～0.6%，锰铁粒度为2～4mm，[Mn-Si]值控制在-1.25～-1.35；
其中：锰铁为中碳锰铁FeMn78C2.0，成分为：75.0-～82.0%Mn、2%C、1.5%Si、0.25%P、0.03%S，其余为铁。
3）、孕育处理：处理温度为1430～1440℃，出铁时在出铁槽随流冲入锰铁后，随即冲入由75硅铁与硅钡合金混合组成的孕育剂；按铁水重计，孕育剂加入量为0.5～0.6%，孕育剂粒度3～7mm；混合孕育剂组成为50%硅铁+50%硅钡合金。
硅钡合金成分为：Ba4-6％，Ca1-2％，Si65-70％，Al1-2％，其余为铁，硅铁合金成分为：Si72-80%、Cr≤0.5%、P≤0.5%、S≤0.04%、C≤0.02%，其余为铁，铁水重量波动±5％。
本发明的有益效果：采用控制铁水Si/C值、炉前包内冲锰铁调整[Mn-Si]值、炉前包内冲废钢增加过冷度以提高孕育效果，采用由50%硅铁+50%硅钡合金组成的混合孕育剂进行出铁槽冲入法孕育，在碳当量为3.9～4.1%及无合金化的条件下，可以稳定制备出高强度HT250铸铁材料，材料性能指标达到：抗拉强度σb:260～275Mpa、硬度HB:185～220、珠光体含量大于85%。
具体实施方式
一种高强度灰铸铁材料制备方法，包括以下步骤：
1、配料：以重量百分比计，原铁水成分：C：3.2～3.4％、Si：1.8～2.1％、Mn：0.5～0.7％、硫S：0.09～0.12%、磷P：0.10～0.17%，其余为铁；
2、炉前冲废钢与锰铁：出铁温度1450～1460℃，在400-500℃温度的铁水包内放入3～5%（铁水包容量）的废钢，废钢采用一般碳素钢，厚度2～4mm，块度尺寸为铁水包直径的1/5～1/4。出铁时，在出铁槽随流冲入锰铁（为商品材料），冲入量为0.50～0.6%，锰铁粒度为2～4mm。[Mn-Si]值控制在-1.25～-1.35。
其中：锰铁为中碳锰铁FeMn78C2.0，成分为：75.0-～82.0%Mn、2%C、1.5%Si、0.25P、0.03%S，其余为铁。
3、孕育处理：处理温度1430～1440℃时，出铁时在出铁槽随流冲入锰铁后，随即冲入由75硅铁与硅钡合金混合组成的孕育剂。孕育剂加入量0.5～0.6%，孕育剂粒度3～7mm。混合孕育剂组成为50%硅铁+50%硅钡合金。硅钡合金商品成分为：Ba4-6％，Ca1-2％，Si65-70％，Al1-2％，其余为铁，硅铁合金商品成分为：Si72-80%、Cr≤0.5%、P≤0.5%、S≤0.04%、C≤0.02%，其余为铁，铁水重量波动±5％。
本发明所得的高强度灰铸铁，处理后铁水成分：C：3.2～3.4％、Si：2.1～2.4％、Mn：0.9～1.1％、硫S：0.09～0.12%、磷P：0.10～0.17%、其余为铁，碳当量在3.9～4.05时，Si/C值控制在0.73～0.75；碳当量在4.1～4.15时，Si/C值控制在0.70～0.72。
实施例1：
采用本发明制造柴油机飞轮铸件，铸件组织珠光体含量达到88%，性能指标达到：抗拉强度σb:259～266Mpa、硬度HB:185～200。
Claims (3)
1.一种高强度灰铸铁材料制备方法，包括以下步骤：1）配料、2）炉前冲废钢与锰铁、3）孕育处理；其特征在于：
1）、配料：以重量百分比计，原铁水成分：C：3.2～3.4％、Si：1.8～2.1％、Mn：0.5～0.7％、硫S：0.09～0.12%、磷P：0.10～0.17%，其余为铁；
2）、炉前冲废钢与锰铁：出铁温度1450～1460℃，在400-500℃温度的铁水包内放入3～5%的废钢，废钢采用一般碳素钢，厚度2～4mm，块度尺寸为铁水包直径的1/5～1/4；出铁时，在出铁槽随流冲入锰铁，冲入量为铁水量的0.50～0.6%，锰铁粒度为2～4mm，[Mn-Si]值控制在-1.25～-1.35；
3）、孕育处理：处理温度为1430～1440℃，出铁时在出铁槽随流冲入锰铁后，随即冲入由75硅铁与硅钡合金混合组成的孕育剂；孕育剂加入量为0.5～0.6%，孕育剂粒度3～7mm；混合孕育剂组成为50%硅铁+50%硅钡合金。
2.根据权利要求1所述的一种高强度灰铸铁材料制备方法，其特征在于：所述的步骤2）中的锰铁为中碳锰铁FeMn78C2.0，成分为：75.0-～82.0%Mn、2%C、1.5%Si、0.25%P、0.03%S，其余为铁。
3.根据权利要求1所述的一种高强度灰铸铁材料制备方法，其特征在于：所述的步骤3）
中的硅钡合金成分为：Ba4-6％，Ca1-2％，Si65-70％，Al1-2％，其余为铁，硅铁合金成分为：Si72-80%、Cr≤0.5%、P≤0.5%、S≤0.04%、C≤0.02%，其余为铁，铁水重量波动±5％。
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