[发明专利]一种球墨铸铁件的脱蜡铸造工艺

说明书

技术领域

本发明涉及球墨铸铁件铸造工艺，具体地说是一种球墨铸铁件的脱蜡铸造工艺。

背景技术

目前球墨铸铁件在世界上约70％以上的造型工艺还是传统的湿型砂造型，采用湿型砂造型生产的球墨铸铁件的表观质量较粗糙，尺寸波动较大，且型砂中含有3％～4％的水分，因此铸件机械加工后容易出现皮下气孔、针孔等铸造缺陷，很难满足高质量或出口件的工艺要求。同时，对于带有中空部位的球墨铸铁件，其中空部分在造型时必须放置泥蕊，增加了工序与成本的负担。

脱蜡铸造工艺，又称熔模法或包模铸造法，其属于精密铸造的一种，可以制得尺寸精确、表面光滑且形状复杂的铸件，铸件可不加工或少加工就可直接使用，是一种近净形的金属液态成形工艺，应用非常广泛。因此，采用脱蜡铸造工艺来取代湿型砂造型工艺已成为球墨铸铁件的生产趋势。然而，由于脱蜡铸造工艺生产过程中，模壳需经1000℃左右的高温烧结以保证模壳在浇注过程中具备足够的强度，而烧结后要立刻浇注熔化后的球墨铁水，浇注时模壳的温度仍然为烧结温度，导致浇注后的铁水在模壳中的冷却速度缓慢，使球墨铸铁件的组织晶粒粗大，石墨畸形，球化衰退，导致球墨铸铁件的力学性能大大降低。如何利用脱蜡铸造工艺来制得力学性能优异的球墨铸铁件，则成为本发明的研究方向。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种球墨铸铁件的脱蜡铸造工艺，以制得力学性能优异的球墨铸铁件。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

球墨铸铁件的脱蜡铸造工艺，包括熔炼步骤、球化处理步骤和浇注步骤，

在所述熔炼步骤中，熔炼设备为中频感应电炉，原料为低碳废钢、增碳剂和硅铁，原料配比应使铁水的炉前成分含量控制在以下范围：C：3.75～3.85wt％，Si：1.45～1.55wt％，Mn：0.35～0.45wt％，P≤0.05wt％，S≤0.02wt％；

在所述球化处理步骤中，添加剂为稀土球化剂、合金体、一次孕育剂和覆盖剂；所述稀土球化剂的粒度为5～20mm，Hg含量为4.5～5.0wt％，Re含量为0.5～1.5wt％，Ca含量为1.5～2.5wt％；所述合金体为铋、硅钡合金和镧的混合物；所述一次孕育剂是粒度为1～3mm，Ba含量为1～3wt％的一次孕育剂；所述添加剂的配比为：按铁水处理量，加入占铁水重量1～2.5％的稀土球化剂，0.5～1.5％的一次孕育剂，0.02～0.05％的铋，0.1％的硅钡合金，0.02～0.05％的镧，0.5％的覆盖剂；球化设备为底部带堤坝的球化包，球化包的高度大于或等于球化包的平均直径的1.5倍；球化时，先在球化包底部的堤坝一侧放入合金体，另一侧放入稀土球化剂、一次孕育剂和覆盖剂，所述一次孕育剂覆盖在稀土球化剂上，所述覆盖剂覆盖在一次孕育剂上，然后将熔炼好的铁水从放有合金体的堤坝一侧冲入球化包中直至铁水漫过堤坝与另一侧的稀土球化剂、一次孕育剂和覆盖剂混合；

在所述浇注步骤中，添加剂为二次孕育剂，所述二次孕育剂与一次孕育剂的成分相同而粒度小于1mm；浇注温度为1450℃，浇注时随浇注流加入占铁水重量0.1％的二次孕育剂，每吨铁水在10分钟以内浇注完。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

1、熔炼原料全部采用低碳废钢而不用生铁，大大降低了生产成本；

2、通过将出炉前的铁水成分含量控制在特定范围内，有利于提高球墨铸铁的球化和孕育效果，并使球墨铸铁件的最终成分含量控制在一定范围内，从而提高球墨铸铁件的力学性能；

3、通过优化球化添加剂的配方，促进球化和孕育效果，通过设计合金体并优化球化顺序，使铁水在球化前与合金体进行预处理来延缓球化衰退，使球化后析出的石墨往晶面发展，避免析出团片状或厚片状石墨，通过在浇注步骤中进行二次孕育，促进石墨化，减少白口倾向，改善石墨形态和分布状况，增加共晶团数量，细化基体组织，从而提高球墨铸铁件的力学性能。