適用于超高強度灰鑄鐵的熔煉工藝的制作方法
【專利摘要】本發明的目的在于提供一種適用于超高強度灰鑄鐵的熔煉工藝，使提高灰鑄鐵抗拉強度。該熔煉工藝包括步驟1，在爐底加回爐料作為啟熔，然后再加廢鋼和熔點高的增碳劑、增硅材料，增碳劑、增硅材料和廢鋼要交替加入爐內，便于碳C元素擴散，待所有爐料熔清后，再加入易燒損的用于增加合金元素錳、鉻、銅、硫的材料；步驟2，熔煉溫度控制在1550-1580℃范圍內，使其熔煉溫度超過鐵液的過熱溫度，并保溫3-5分鐘，以使鐵液在高溫下以消除爐料的遺傳性、細化晶粒、細化石墨和提高鐵液的純凈度；步驟3，出鐵溫度控制在1460-1480℃范圍內，應伴隨出鐵加入孕育劑；以及步驟4，澆注溫度控制在1360-1380℃范圍內。
【專利說明】適用于超高強度灰鑄鐵的熔煉工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及灰鑄鐵熔煉工藝，尤其涉及超高強度灰鑄鐵熔煉工藝。
【背景技術】
[0002]隨著汽車行業的不斷創新和發展，對汽車使用的灰鑄鐵材料的性能要求也在不斷提高，例如缸體、缸蓋材料從HT250到HT300，甚至HT350，未來要求或許會更高，這給現有的鑄造熔煉技術帶來了極大地難度。傳統的熔煉技術(生鐵+廢鋼+回爐料+合金)只能生產HT300材料，根本無法穩定生產出HT350材料。熔煉技術對鐵水的質量至關重要，采用不同的熔煉技術，同樣的化學成分，得到的鐵液的冶金質量完全不同，從而得到的鑄件材料性能也完全不同。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種適用于超聞強度灰鑄鐵的溶煉工藝，使提聞灰鑄鐵抗拉強度。
[0004]為實現所述目的的適用于超高強度灰鑄鐵的熔煉工藝，其特征在于包括
[0005]步驟1，在爐底加回爐料作為啟熔，然后再加廢鋼和熔點高的增碳劑、增硅材料，增碳劑、增硅材料和廢鋼要交替加入爐內，便于碳C元素擴散，待所有爐料熔清后，再加入易燒損的用于增加合金元素錳、鉻、銅、硫的材料；
[0006]步驟2，熔煉溫度控制在1550_1580°C范圍內，使其熔煉溫度超過鐵液的過熱溫度，并保溫3-5分鐘，以使鐵液在高溫下以消除爐料的遺傳性、細化晶粒、細化石墨和提高鐵液的純凈度；
[0007]步驟3，出鐵溫度控制在1460_1480°C范圍內，應伴隨出鐵加入孕育劑；以及
[0008]步驟4，澆注溫度控制在1360_1380°C范圍內。
[0009]所述的熔煉工藝，其中灰鑄鐵的化學成分的控制范圍為(質量百分數):C2.95-3.10，Sil.40-1.60，Mnl.10-1.20，P ≤ 0.100，S0.060-0.085，Cr0.35-0.45，Cu0.50-0.60，CE3.42-3.63。
[0010]所述的熔煉工藝，其中在步驟I中，主爐料全部采用廢鋼，或者采用廢鋼和回爐料。
[0011]所述的熔煉工藝，其中在步驟I中，廢鋼為優質的碳素鋼。
[0012]所述的熔煉工藝，其中在步驟I中，增碳劑采用低氮石墨增碳劑，增硅材料為碳化硅，錳鐵使用65錳鐵，鉻鐵使用70鉻鐵，銅使用電解銅。
[0013]所述的熔煉工藝，其中在步驟3中，孕育劑為硅鋇孕育劑。
[0014]所述的熔煉工藝，其中灰鑄鐵包括化學成分(質量百分數)C3.00，Sil.50，Mnl.15，P ≤ 0.100, S0.075, Cr0.40, Cu0.55, CE3.5。
[0015]在本發明的實施例中，根據本發明的熔煉工藝的灰鑄鐵抗拉強度達到380MPa以上，甚至超過410MPa，極大程度上提高了灰鑄鐵的抗拉強度、提高了材料的可靠性。鑄態硬度可達到270HB以上，極大地提高了灰鑄鐵的耐磨性和材料使用的穩定性。
【具體實施方式】
[0016]步驟1，超強度灰鑄鐵材料化學成分設計，選擇合理的C、Si和CE值，并設計合適的Mn、Cr、Cu合金元素的含量。化學成分的控制范圍為(以下數值均為質量百分數):C2.95-3.10，Sil.40-1.60，Mnl.10-1.20，P ≤0.100，S0.060-0.085，Cr0.35-0.45，Cu0.50-0.60，CE3.42-3.63。在本發明的較佳實施例中，化學成分為C3.00,Sil.50,Mnl.15，P ≤0.100, S0.075, Cr0.40, Cu0.55, CE3.5。
[0017]步驟2，超強度灰鑄鐵材料熔煉配料計算。主爐料采用全部廢鋼或廢鋼+回爐料，廢鋼要選擇優質的碳素鋼，不使用鑄造生鐵；增碳劑采用低氮石墨增碳劑(經過高溫石墨化處理)，在全廢鋼熔煉技術中，增碳劑是鐵液增碳的最重要環節，所以增碳劑質量的好壞決定了鐵液質量的優劣；不使用硅鐵進行增硅，用碳化硅取而代之；錳鐵使用65錳鐵；鉻鐵使用70鉻鐵；銅使用電解銅。前述廢鋼主要是指“淘汰或者損壞的作為回收利用的廢舊鋼鐵；其含碳量一般小于0.3%,硫、磷含量均不大于0.05%”。在本發明的一實施例中，超高強度灰鑄鐵的配料如表一所示。優質的碳素鋼包括普通意義上的優質碳素鋼(含碳量低在0.25% - 0.5%之間)，或者或含碳量更低的碳素鋼，例如高級優質鋼(含磷、硫更低)或特級優 質鋼。
[0018]
【權利要求】
1.適用于超高強度灰鑄鐵的熔煉工藝，其特征在于包括 步驟1，在爐底加回爐料作為啟熔，然后再加廢鋼和熔點高的增碳劑、增硅材料，增碳劑、增硅材料和廢鋼要交替加入爐內，便于碳C元素擴散，待所有爐料熔清后，再加入易燒損的用于增加合金元素錳、鉻、銅、硫的材料； 步驟2，熔煉溫度控制在1550-1580°C范圍內，使其熔煉溫度超過鐵液的過熱溫度，并保溫3-5分鐘，以使鐵液在高溫下以消除爐料的遺傳性、細化晶粒、細化石墨和提高鐵液的純凈度； 步驟3，出鐵溫度控制在1460-1480°C范圍內，應伴隨出鐵加入孕育劑；以及 步驟4，澆注溫度控制在1360-1380°C范圍內。
2.如權利要求1所述的熔煉工藝，其特征在于，灰鑄鐵的化學成分的控制范圍為(質量百分數):C2.95-3.10, Sil.40-1.60,Mnl.10-1.20,P ^ 0.100, S0.060-0.085, Cr0.35-0.45，Cu0.50-0.60，CE3.42-3.63。
3.如權利要求1所述的熔煉工藝，其特征在于，在步驟I中，主爐料全部采用廢鋼，或者采用廢鋼和回爐料。
4.如權利要求1所述的熔煉工藝，其特征在于，在步驟I中，廢鋼為優質的碳素鋼。
5.如權利要求1所述的熔煉工藝，其特征在于，在步驟I中，用于增加合金元素錳、鉻、銅、硫的材料為合金錳鐵、鉻鐵、電解銅、硫化亞鐵，增碳劑采用低氮石墨增碳劑，增硅材料為碳化硅，錳鐵使用65錳鐵，鉻鐵使用70鉻鐵。
6.如權利要求1所述的熔煉工藝，其特征在于，在步驟3中，孕育劑為硅鋇孕育劑。
7.如權利要求2所述的熔煉工藝，其特征在于，灰鑄鐵包括化學成分(質量百分數)C3.00, Sil.50, Mnl.15, P ≤ 0.100, S0.075, Cr0.40, Cu0.55, CE3.5。
【文檔編號】C21C1/08GK103540701SQ201310100239
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年3月26日 優先權日:2013年3月26日
【發明者】郁恩軍, 劉峰, 戴平, 朱文平, 馮海林, 王軻 申請人:上海匯眾汽車制造有限公司