[发明专利]一种高强度灰铸铁材料的制备方法

说明书

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，稳定生产出高强度灰铸铁材料。 

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的制备方法，以重量百分比计，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：原铁水成分：C：3.2～3.4％、Si：1.8～2.1％、Mn：0.5～0.7％、S：0.09～0.12、P：0.10～0.17，其余为铁； 

处理后铁水成分：C：3.2～3.4％、Si：2.1～2.4％、Mn：0.9～1.1％、S：0.09～0.12、P：0.10～0.17、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。 

2)炉前冲废钢与锰铁：出铁温度1440～1450℃，在300℃左右温度的铁水包内放入3～5％，废钢采用一般碳素钢，厚度2～4mm，块度尺寸为铁水包直径的1/4～1/5，出铁时，在出铁槽随流冲入锰铁，按铁水量计冲入量为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。 

3)孕育处理：处理温度1380～1390℃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，按铁水质量计，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。 

硅钡合金成分为：Ba 4-6％，Ca 1-2％，Si 65-70％，Al1-2％，硅铁合金商品成分为：Si72-80％、Cr≤0.5％、P≤0.5％、S≤0.04％、C≤0.02％，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的制备方法，以重量百分比计，包括以下步骤： 

1、配料：原铁水成分：C：3.2～3.4％、Si：1.8～2.1％、Mn：0.5～0.7％、S：0.09～0.12、P：0.10～0.17。 

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、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。 

2、炉前冲废钢与锰铁：出铁温度1440～1450℃，在300℃左右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1/4～1/5。出铁时，在出铁槽随流冲入锰铁，按铁水量计冲入量为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。