本發(fā)明屬于鑄鐵冶煉
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體是一種薄壁鐵素體球墨鑄鐵件的熔煉工藝。
背景技術(shù)：
：基體為鐵素體的球墨鑄鐵(簡(jiǎn)稱(chēng)球鐵)，具有一定強(qiáng)度、良好的沖擊韌性和塑性，可由鑄態(tài)或經(jīng)退火獲得。金相組織石墨的形態(tài)和金屬基體組織對(duì)其韌性有很大的影響。石墨形態(tài)的影響，在金屬基體組織合格條件下，石墨形狀對(duì)伸長(zhǎng)率和沖擊值影響極大：片狀石墨嚴(yán)重割裂了金屬基體，其尖角處應(yīng)力集中，因此片狀石墨鑄鐵呈脆性，沖擊值很低，強(qiáng)度被大大削弱；而球鐵則不同，只要基體組織合格，球化率愈高韌性愈好?；w組織的影響，鐵素體球鐵的基體組織以鐵素體為主，余為珠光體。滲碳體和磷共晶是有害組織，一般分別控制在3％和1％以下。鐵素體含量愈高則韌性愈好。珠光體數(shù)量增加，則沖擊值和伸長(zhǎng)率下降。珠光體一般應(yīng)在10％以下，且為分散存在，這樣對(duì)韌性影響不大。薄壁球墨鑄鐵件在澆注結(jié)束后由于冷卻速度較快，在其金相組織中容易產(chǎn)生珠光體，從而影響薄壁球墨鑄鐵件的韌性。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種薄壁鐵素體球墨鑄鐵件的熔煉工藝，通過(guò)對(duì)鐵水中合金化元素的控制和多次孕育相結(jié)合，最終使鑄件本體能夠獲得純鐵素體，從而提高鑄件的韌性。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明一種薄壁鐵素體球墨鑄鐵件的熔煉工藝，所述工藝過(guò)程如下：(1)加料熔煉，先將廢鋼和增碳劑同時(shí)加入中頻感應(yīng)電爐，再加入回爐料，最后加入生鐵，在爐內(nèi)鐵水熔煉到三分之二時(shí)向電爐內(nèi)加入75硅鐵；(2)成分微調(diào)，當(dāng)鐵水升溫至1440-1460℃時(shí)，加入75硅鐵、鎳鐵，將硅、鎳調(diào)至原鐵水要求的范圍；(3)鐵水預(yù)處理，從電爐中倒出1/2的鐵水于鐵水包中，向電爐中加入碳化硅，電爐升溫，最后將倒出的1/2鐵水回入電爐中則預(yù)處理完成；(4)鐵水精煉，將爐中鐵水溫度升至1520～1540℃，保溫、靜置5～10分鐘；(5)球化處理和孕育處理，a.將球化劑加入到球化反應(yīng)包的球化室內(nèi),所述球化劑為出鐵重量的0.9-1.0％，粒度為5-25mm；b.將一次孕育劑均勻覆蓋到球化劑上，所述一次孕育劑為出鐵重量的0.35-0.45％，粒度為3-8mm；c.將矽鋼片均勻覆蓋到孕育劑上，所述矽鋼片為出鐵重量的0.5％；d.從電爐中出鐵到球化包中，出鐵溫度控制在1500～1520℃，在出鐵到出鐵重量的1/3時(shí)加入二次孕育劑到球化反應(yīng)包中，所述二次孕育劑為出鐵重量的0.3-0.4％，粒度為3-8mm；e.澆注孕育：澆注溫度控制在1400-1420℃，澆注時(shí)加入隨流孕育劑，所述隨流孕育劑為出鐵質(zhì)量的0.1-0.15％，粒度為0.2-0.6mm；f.鑄件350℃以下溫度開(kāi)箱冷卻。進(jìn)一步地，(1)中所述中頻感應(yīng)電爐中廢鋼的含量為30±2％，回爐料的含量為30±2％，生鐵的含量為40±2％。具體地，(1)中所述廢鋼為低錳廢鋼，化學(xué)成分及百分比為：c0.008％、si0.05％、mn0.10％、p0.03％、s0.015％、cr0.03％、ti0.014％、v0.040％。具體地，(1)中所述生鐵為q10生鐵，化學(xué)成分及百分比為c4.42％、si1.06％、mn0.05％、p0.024％、s0.003％、cr0.008％、ti0.011％、v0.009％。進(jìn)一步地，(1)中所述增碳劑成分要求為c≥98％、s≤0.03％、n≤0.01％、灰份≤1.0％。進(jìn)一步地，(2)中所述75硅鐵成分要求為si≥73％、al≤0.5％，其余為fe。進(jìn)一步地，(3)中所述碳化硅的粒度為3-8mm。進(jìn)一步地，(5)中所述球化劑為鑭系球化劑，化學(xué)成分及百分比為mg5.35％、al0.18％、si45.96％、ca3.35％、la0.68％。進(jìn)一步地，(5)中所述孕育劑為高鈣鋇孕育劑，化學(xué)成分及百分比為si75％、ca2.01％、ba2.3％、al1.1％。本發(fā)明的有益效果是：1.通過(guò)控制加料順序，保證生鐵中結(jié)晶型核不被嚴(yán)重?zé)龘p，為后期鐵水中石墨的球化提供充足的結(jié)晶型核。2.預(yù)處理采用sic同時(shí)加入的方法，且爐中需倒出1/2的鐵水，這樣爐中剩余的鐵水的液面處在電爐感應(yīng)線(xiàn)圈以下，利用電爐熔煉的電磁攪拌力使鐵水充分吸收sic，保證了預(yù)處理的效果。3.孕育處理采用了三次孕育處理工藝，充分保證了鐵水的孕育效果。4.鐵水化學(xué)成分中mn、cu、sn、ni的含量必須嚴(yán)格控制，mn、cu、sn過(guò)量則會(huì)促進(jìn)鑄件中珠光體的產(chǎn)生，一定量的ni能夠穩(wěn)定鑄件中的鐵素體，鐵水球化處理后短時(shí)間內(nèi)澆注結(jié)束，保證鑄件的金相組織。附圖說(shuō)明為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它附圖。圖1是本發(fā)明熔煉工藝的流程圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例里壁厚6mm處的金相組織圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例里壁厚8mm處的金相組織圖。具體實(shí)施方式下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例中，公開(kāi)了一種薄壁鐵素體球墨鑄鐵件的熔煉工藝，所述工藝過(guò)程如下：(1)加料熔煉，先將30±2％的低錳廢鋼和增碳劑同時(shí)加入中頻感應(yīng)電爐，再加入30±2％的回爐料，最后加入40±2％的q10生鐵，在爐內(nèi)鐵水熔煉到三分之二時(shí)向電爐內(nèi)加入75硅鐵；(2)成分微調(diào)，當(dāng)鐵水升溫至1440-1460℃時(shí)，加入75硅鐵、鎳鐵，將硅、鎳調(diào)至原鐵水要求的范圍；(3)鐵水預(yù)處理，從電爐中倒出1/2的鐵水于鐵水包中，向電爐中加入碳化硅，所述碳化硅的粒度為3-8mm，電爐升溫，最后將倒出的1/2鐵水回入電爐中則預(yù)處理完成，sic做預(yù)處理劑的目的為鐵水石墨球化提供適合的活性元素以構(gòu)成形核核心；(4)鐵水精煉，將爐中鐵水溫度升至1520～1540℃，保溫、靜置5～10分鐘；(5)球化處理和孕育處理，所述球化劑采用鑭系球化劑，鎂使鐵水中的碳凝固時(shí)以石墨球的形狀析出，稀土鑭中和鐵水中有害元素的能力較強(qiáng)，且球化后鐵水的收縮傾向較小，有利于防止鑄件產(chǎn)生縮松缺陷，微量的鋁可以提高球化劑的球化能力，鈣能緩和鐵水球化時(shí)的劇烈程度，降低球化劑的耗損；所述孕育劑采用高鈣鋇孕育劑，鈣鋇同時(shí)使用時(shí)孕育效果較強(qiáng)，且鋇能延長(zhǎng)球化孕育衰退的時(shí)間；a.將鑭系球化劑加入到球化反應(yīng)包的球化室內(nèi),所述鑭系球化劑為出鐵重量的0.9-1.0％，粒度為5-25mm；b.將一次高鈣鋇孕育劑均勻覆蓋到球化劑上，所述一次孕育劑為出鐵重量的0.35-0.45％，粒度為3-8mm；c.將矽鋼片均勻覆蓋到孕育劑上，所述矽鋼片為出鐵重量的0.5％；d.從電爐中出鐵到球化包中，出鐵溫度控制在1500～1520℃，在出鐵到出鐵重量的1/3時(shí)加入二次孕育劑到球化反應(yīng)包中，所述二次孕育劑為出鐵重量的0.3-0.4％，粒度為3-8mm；e.澆注孕育：鐵水球化處理后必須在12分鐘內(nèi)澆注結(jié)束，澆注溫度控制在1400-1420℃，澆注時(shí)加入隨流孕育劑，所述隨流孕育劑為出鐵質(zhì)量的0.1-0.15％，粒度為0.2-0.6mm；f.鑄件350℃以下溫度開(kāi)箱冷卻。在本發(fā)明的優(yōu)選方式中：1、所述低錳廢鋼的化學(xué)成分及百分比為：c0.008％、si0.05％、mn0.10％、p0.03％、s0.015％、cr0.03％、ti0.014％、v0.040％。2、所述q10生鐵的化學(xué)成分及百分比為：c4.42％、si1.06％、mn0.05％、p0.024％、s0.003％、cr0.008％、ti0.011％、v0.009％。3、所述增碳劑成分要求為：c≥98％、s≤0.03％、n≤0.01％、灰份≤1.0％。4、所述75硅鐵成分要求為：si≥73％、al≤0.5％，其余為fe。5、所述鑭系球化劑化學(xué)成分及百分比為：mg5.35％、al0.18％、si45.96％、ca3.35％、la0.68％。6、所述高鈣鋇孕育劑化學(xué)成分及百分比為：si75％、ca2.01％、ba2.3％、al1.1％。7、所述原鐵水為q10生鐵加入中頻感應(yīng)電爐后得到的鐵水，其化學(xué)成分要求為：c3.90～4.00％、si1.75～1.85％、mn≤0.15％、p≤0.03％、s0.020～0.030％、ni0.3～0.4％、cu≤0.05％、sn≤0.005％。8、所述終鐵水為澆注工序前最后得到的鐵水，其化學(xué)成分要求為：c3.75～3.85％、si2.80～2.90％、mn≤0.15％、p≤0.03％、s0.012～0.020％、ni0.3～0.4％、cu≤0.05％、sn≤0.005％、殘mg0.040～0.050％。運(yùn)用本發(fā)明所述的工藝生產(chǎn)電動(dòng)機(jī)機(jī)殼實(shí)例：將1520kg廢鋼和75kg增碳劑的加入到5t電爐中再加入1530kg回爐料，最后加入2050kg生鐵于電爐中熔煉，在爐內(nèi)鐵水熔煉到三分之二時(shí)向電爐內(nèi)加入90kg的75硅鐵；鐵水升溫至到1440～1460℃，通過(guò)加入75硅鐵、ni鐵將si、ni調(diào)至原鐵水要求的范圍；將鐵水進(jìn)行預(yù)處理，從電爐中倒出1/2的鐵水于鐵水包中，向電爐中加入粒度為3-8mm的碳化硅，電爐升溫，最后將倒出的1/2鐵水回入電爐中則預(yù)處理完成；鐵水精煉，將爐中鐵水溫度升至1540℃，保溫、靜置8分鐘；出鐵處理每爐鐵水熔煉5t,每包鐵水出水重量1000kg,共出5包鐵水，每包鐵水加入球化劑9.5kg、孕育劑4kg、矽鋼片5kg于球化反應(yīng)包中，在出鐵到出鐵重量的1/3時(shí)加入二次孕育劑3.5kg到球化反應(yīng)包中；1420℃澆入鑄型，冷卻至350℃開(kāi)箱。通過(guò)此法澆注的鑄件平均壁厚8-10mm，在鑄件上取壁厚6mm和8mm處分別做力學(xué)性能檢測(cè)，如圖2至圖3所示，力學(xué)性能如下表所示：檢測(cè)點(diǎn)抗拉強(qiáng)度屈服強(qiáng)度延伸率硬度壁厚6mm處47230423163壁厚8mm處47631622155本發(fā)明的有益效果是：1.通過(guò)控制加料順序，保證生鐵中結(jié)晶型核不被嚴(yán)重?zé)龘p，為后期鐵水中石墨的球化提供充足的結(jié)晶型核。2.預(yù)處理采用sic同時(shí)加入的方法，且爐中需倒出1/2的鐵水，這樣爐中剩余的鐵水的液面處在電爐感應(yīng)線(xiàn)圈以下，利用電爐熔煉的電磁攪拌力使鐵水充分吸收sic，保證了預(yù)處理的效果。3.孕育處理采用了三次孕育處理工藝，充分保證了鐵水的孕育效果。4.鐵水化學(xué)成分中mn、cu、sn、ni的含量必須嚴(yán)格控制，mn、cu、sn過(guò)量則會(huì)促進(jìn)鑄件中珠光體的產(chǎn)生，一定量的ni能夠穩(wěn)定鑄件中的鐵素體，鐵水球化處理后短時(shí)間內(nèi)澆注結(jié)束，保證鑄件的金相組織。以上所述是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)12