專利名稱：高強度合成鑄鐵電機主軸盤的生產方法
技術領域：
本發明屬冶金鑄造，尤其是涉及一種高強度合成鑄鐵的生產方法。
背景技術：
目前國內為回收利用廢鋼鐵，通常采用沖天爐熔煉再生鐵，然后二次熔化生產鑄鐵件，廢鋼配比通常為20～30％，重復能耗高，污染嚴重；發達國家為解決工業廢料利用，節約能源，降低成本，于上世紀七十年代開始推廣利用廉價的廢鋼鐵生產合成鑄鐵技術，國外文獻報道了用感應電爐直接熔煉合成鑄鐵件，但由于在熔煉合成鑄鐵時廢鋼配比越高，保證材質穩定的熔煉難度就越大，目前國際上最高廢鋼使用配比為40～50％，如蘇聯專利SU372269、日本專利JP 57-130755、中國專利CN 1428441、烏克蘭專利UA9304U等；此外，生產鑄鐵主軸盤的方法雖然較多，但現有方法均側重于機械性能和結構的改善，而忽略了顯微組織、特別是對石墨形態的要求。
發明內容
本發明的目的是提供一種高強度合成鑄鐵電機主軸盤的生產方法，大量使用廢鋼，節約能源，降低成本，提高主軸盤的綜合技術指標，既能保證其機械性能和結構符合要求，又能使其顯微組織特別是石墨形態達到驗收標準。
本發明的目的是這樣來實現的一種高強度合成鑄鐵電機主軸盤的生產方法，對現有方法中的配料和熔煉工藝進行了改進，以通過鐵水純凈度的提高，結合復合孕育處理從而使主軸盤的各項指標都能達到要求；其工藝流程為1、造型 2、配料 3、熔煉 4、澆注 5、清砂 6、檢驗其中配料按重量百分比各組份的比例為廢鋼60～80％、回爐料20～40％，其余為適量的增碳劑及合金元素，合金元素根據主軸盤的成份按預設的配比添加，增碳劑按預設的配比添加；增碳劑以選用石墨電極為最佳。
熔煉加料時將回爐料放在最底層，廢鋼放在最上層，合金元素與增碳劑放在回爐料與廢鋼之間，合金元素和增碳劑相互之間的順序不限；對鐵水進行過熱靜置，即在孕育處理前將鐵水升溫至過熱溫度，然后使其靜置冷卻至孕育溫度，過熱溫度控制在1510～1540℃，孕育溫度為1490～1510℃。
鐵水出爐前添加孕育劑進行孕育處理孕育劑采用75％硅鐵與Calballoy合金組成的復合孕育劑。
本發明所提出的高強度合成鑄鐵電機主軸盤的生產方法，在保證主軸盤結構和機械性能的前提下，有效地解決了主軸盤顯微組織存在的問題，即易出現過冷石墨或粗大塊狀石墨，有效地防止了白口的出現，石墨形態為A型及小于5％的E型，不僅使主軸盤全面達到了技術要求，而且擴大了廢鋼使用量，成本降低，節約能源。
現結合附圖和實施例對本發明所提出的高強度合成鑄鐵電機主軸盤的生產方法作進一步的描述。
圖1是本發明所提出的高強度合成鑄鐵電機主軸盤的生產方法的工藝流程圖。
具體實施方法從圖1可以看出一種高強度合成鑄鐵電機主軸盤的生產方法，其特征是生產工藝流程是1、造型 2、配料 3、熔煉 4、澆注 5、清砂 6、檢驗其中1、造型 采用樹脂砂殼型，主軸孔刷激冷涂料，防止縮松和低硬度；采用無冒口的澆注系統。
2、配料按重量百分比各組份的比例為廢鋼60～80％、回爐料20～40％，其余為適量的增碳劑及合金元素，合金元素根據主軸盤的成份按預設的配比添加，增碳劑按預設的配比添加，增碳劑以選用石墨電極為最佳。
3、熔煉 使用中頻感應電爐；a.加料 加料順序為回爐料→增碳劑→廢鋼，加料時將回爐料放在最底層，廢鋼放在最上層，合金元素與增碳劑放在回爐料和廢鋼之間，合金元素與增碳劑相互之間的添加順序不限；b.熔化鐵水 鐵水熔化前的功率為設備額定功率的40～60％，鐵水熔化后，功率增至65～80％，使鐵水溫度保持在1200～1380℃，待全部爐料熔清后，功率提高到85～90％，升溫至1510～1540℃；
c.過熱靜置 對鐵水進行過熱靜置，即在孕育處理前將鐵水升溫至過熱溫度，然后使其靜置冷卻至孕育溫度，過熱溫度為1510～1540℃，孕育溫度為1490～1510℃；d.孕育處理 鐵水出爐前于1490～1510℃時加入孕育劑進行孕育處理，然后在鐵水包內再加0.05％的Calballoy合金進行二次孕育，孕育劑為由預設配比的75％硅鐵和Calballoy合金組成。
4、澆注 澆注溫度控制在1460℃～1480℃。
5、清砂 清除鑄件表面的砂子。
6、檢驗 檢驗化學成份、抗拉強度、基體硬度和顯微組織。
實施例在某廠MX10、MX06、MX05三種電機主軸盤實際生產中，采用的工藝流程和參數是(1)造型采用樹脂砂殼型，主軸孔刷激冷涂料，防止縮松和低強度；采用無冒口的澆注系統。
(2)配料MX10、MX06、MX05三種電機主軸盤各重1200公斤，配料單見表1。
表1 MX10、MX06、MX05三種電機主軸盤配料一覽表，單位，kg
(3)熔煉使用中頻感應電爐a.加料 加料順序為回爐料→石墨電極→廢鋼；加料時將回爐料放在最底層，廢鋼放在最上層，合金元素與增碳劑放在回爐料與廢鋼之間；b.熔化鐵水 鐵水熔化前的功率為設備額定功率的40～60％，鐵水熔化后，功率增至65～80％，使鐵水溫度保持在1200～1380℃，待全部爐料熔清后，功率提高到85～90％，升溫至1510～1540℃；c.過熱靜置 將熔化的鐵水升溫至1530℃，然后斷電使其靜置冷卻至孕育溫度1500℃；d.孕育處理 孕育劑為孕育合金，即由0.4％的75％硅鐵和0.3％的Calballoy合金組成，出爐前于1500℃時加入鐵水進行孕育處理，然后在鐵水包內再加0.05％的Calballoy合金進行二次孕育；(4)澆注澆注溫度控制在1460～1480℃；(5)清砂按照常規清除鑄件表面的砂子；(6)檢驗結果以三組本體材料分別檢驗，取每組檢驗數據的平均值，見表2；表2 MX10、MX06、MX05三種電機主軸盤本體檢驗數據一覽表
對比例1、普通灰鑄鐵的化學成分為C 3.0～3.4％、Si 1.40～2.0％、Mn 0.7～0.9％、P＜0.25％、S＜0.12％；普通灰鑄鐵力學性能σb＝150～205Mpa；HB230～280。
2、MX10、MX06、MX05電機主軸盤的驗收標準(1)化學成分C 3.1～3.5％、Si 1.6～1.85％、Mn 0.8～1.0％、P＜0.1％、S＜0.1％、其余Fe。
(2)抗拉強度σb＞225Mpa(本體)(3)基體硬度HB 190～220(4)基體顯微組織 細小的珠光體組織；石墨呈細片狀均勻分布，E型石墨不得大于5％，不允許出現塊狀石墨；不允許有網狀磷共晶存在，不允許出現白口組織。
3、檢驗結果以MX10、MX06、MX05電機主軸盤三組本體試樣分別檢驗，取每組檢驗數據的平均值。
表2 MX10、MX06、MX05三種電機主軸盤本體檢驗數據一覽表
從上述對比結果可以明顯地表示采用本發明所出的高強度合成鑄鐵電機主軸盤的生產方法制造的電機主軸盤的性能都符合驗收標準，滿足廠家的需要，合成鑄鐵的抗拉強度比灰鑄鐵高，硬度略低，易于進行切削加工。
權利要求
1.一種高強度合成鑄鐵電機主軸盤的生產方法，其特征是生產工藝流程是1、造型 2、配料 3、熔煉 4、澆注 5、清砂 6、檢驗；造型采用樹脂砂殼型，主軸孔刷激冷涂料，防止縮松和低硬度；采用無冒口的澆注系統；配料按重量百分比各組份的比例為廢鋼60～80％、回爐料20～40％，其余為適量的增碳劑及合金元素，合金元素根據主軸盤的成份按預設的配比添加，增碳劑按預設的配比添加；熔煉加料加料順序為回爐料→增碳劑→廢鋼；加料時將回爐料放在最底層，廢鋼放在最上層，合金元素與增碳劑放在回爐料與廢鋼之間；過熱靜置對鐵水進行過熱靜置，即在孕育處理前將鐵水升溫至過熱溫度，然后使其靜置冷卻至孕育溫度，過熱溫度為1510～1540℃，孕育溫度為1490～1510℃；孕育處理鐵水出爐前于1490～1510℃時加入孕育劑進行孕育處理，然后在鐵水包內再加0.05％的Calballoy合金進行二次孕育。
2.根據權利要求1所述的高強度合成鑄鐵電機主軸盤的生產方法，其特征是增碳劑選用石墨電極。
3.根據權利要求1所述的高強度合成鑄鐵電機主軸盤的生產方法，其特征是孕育劑由預設配比的75％硅鐵和Calballoy合金組成。
全文摘要
本發明提出了一種高強度合成鑄鐵電機主軸盤的生產方法，屬冶金鑄造，其工藝流程為1.造型 2.配料 3.熔煉 4.澆注 5.清砂 6.檢驗；配料按重量百分比各組份的比例為廢鋼60～80％、回爐料20～40％，其余為適量的增碳劑及合金元素，熔煉加料時將回爐料放在最底層，廢鋼放在最上層，合金元素與增碳劑放在回爐料和廢鋼之間，采用高碳當量及提高Si/C比，大幅度降低S、P等雜質，用硅鐵及Calballoy合金進行復合孕育處理，孕育溫度為1490～1510℃，得到細珠光體基體及A型+小于5％的E型石墨組織；在硬度略有降低的前提下，大幅度提高抗拉強度。
文檔編號C21C7/00GK1904084SQ200610041150
公開日2007年1月31日 申請日期2006年8月9日 優先權日2006年8月9日
發明者魏明軍, 張立安 申請人:馬鞍山市萬鑫鑄造有限公司