[发明专利]短流程半固态铸造耐磨球及其制造方法

权利要求书

1.一种短流程半固态铸造耐磨球，其特征在于其化学成分质量百分比为：C 3.3%～3.7%、Si 2.2%～2.6%、Mn 0. 4%～0.7%、RE 0.03%～0.045%，Mg 0.004%～0.055%、B 0.015%～0.018%、Cu 0.5%~0.7%、P ≤0.1%、S ≤0.04%、余量为Fe及不可避免杂质。

2.一种制备权利要求1 所述的短流程半固态铸造耐磨球的方法，其特征在于包括真空熔炼、利用孕育剂和球化剂进行一次孕育、将铁水浇注到金属铸型，同时进行二次孕育、采用电磁搅拌技术在金属铸型中制得半固态浆料，然后冷却、开模，并将铸件放置在熔融混合碱中进行等温淬火，具体操作步骤如下： 第一步，原料配制和铁液熔炼

按下列质量百分比的化学成分配制原料：C 3.3%～3.7%、Si 2.2%～2.6%、Mn0.4%～0.7%、B 0.015%～0.018%、Cu 0.5%~0.7%，余量为Fe及不可避免杂质，将配制好的原料放入中频感应电炉中进行真空熔炼，使其升温至全部原料组分熔化，并熔炼成贝氏体球墨铸铁原铁液，出炉温度为1450~1500℃；

第二步，孕育处理和球化处理

     将球化剂和孕育剂加入到第一步制得出炉的贝氏体球墨铸铁的原铁液中进行球化处理和孕育处理；

所述的球化剂采用元素组分的质量百分比为Mg 7.0～9.0%、RE 2.5～4.0%、Si 35～44%、Mn 4.0～4.5%、Al 0.5～1.0%、Ti 1.0～1.2%和其余为铁的稀土硅铁镁合金，其牌号为QRMg8RE3的球化剂，其加入量为原铁液质量的1.0%~1.8%； 

所述的孕育剂采用元素组分的质量百分比为RE 3～5%、Si72%和其余为铁的硅铁稀土合金，其牌号为FeSi72的孕育剂，其加入量为原铁液质量的1.0%~1.8%；

其球化剂主和孕育剂加入方法为注入法，即使用刚玉管将孕育剂和球化剂的均匀混合物注入炼成的原铁液中，一次孕育剂加入量为0.6%~1.0%，并且进行电磁搅拌使其均匀分布；

之后将原铁液直接放入保温炉中预热保温静置60～90s，然后待其温度降至1350～1400℃后，将二次孕育剂加入到原铁液中，并一起浇注到已经预热到230℃～300℃的金属铸型，同时采用磁搅拌技术在金属铸型中制得半固态浆料，二次孕育剂加入量为原铁液质量的0.2%~0.6%，获得近表面为细小枝晶组织，内部为半固态两相组织；

第三步，开模等温淬火

当浇注的半固态浆料与金属铸型一起以300℃/min的冷却速度降温至840~880℃的初始淬火温度时，开模并将铸件放置在淬火介质中进行等温淬火，其等温淬火温度为270~300℃，淬火保温时间为3~5小时，从而获得贝氏体球墨铸铁。

3.根据权利要求2所述的短流程半固态铸造耐磨球的制造方法，其特征在于所述步骤三中的电磁搅拌与低频电源相连，该电磁搅拌器的功率为5～20kW，频率为5～50Hz，励磁电流为1～50A。

4.根据权利要求2所述的短流程半固态铸造耐磨球的制造方法，其特征在于所述的淬火介质为 NaOH和KOH混合物，其淬火介质物质的量比例为7:3。