[发明专利]一种铸态高强度灰铸铁的生产方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种灰铸铁的生产方法，具体地说，是涉及一种大吨位、大壁厚高强度灰铸铁件的生产方法。 

背景技术

随着国民经济持续平稳的发展，装备制造业的振兴以及制造业技术升级，使得国内机床工具行业出现了良好的局面，未来机床行业在船舶、航天、交通等领域的应用将持续增长。另一方面，机床行业的发展也对机床质量提出了更高要求，加工精度高、稳定性好的机床更加受到客户的青睐。 

由于铸件在机床比重中占据70%以上，因而，铸件的质量对于机床质量稳定性尤其重要。床身、横梁、立柱等是重大型机床的关键件，这类铸件对强度和硬度等性能要求较高。但重型机床的床身、横梁、立柱等灰铸铁件吨位重、断面厚大，冷却速度慢，易出现孕育衰退，石墨粗大，珠光体含量不足，生产出高强度要求的铸件相当困难。 

发明内容

本发明的目的是利用锰、铬、锑等元素进行合金强化，并加入少量的增硫剂，促进异质形核，改善石墨形态，从而提高厚大灰铸铁件的强度。 

本发明所说的铸态高强度灰铸铁生产方法的生产过程如下： 

1、依次将回炉铁、废钢、锰铁、增碳剂、铬铁、硅铁、增硫剂、锑块加入中频感应电炉。 

2、所有炉料熔化后，炉内扒渣并检验原铁水成分， 

1）若成分合格，将炉内铁水直接升温到1460℃～1480℃后静置； 

2）若成分不合格，则调整成分至合格，再升温静置。 

3、当铁液温度降到1440℃～1460℃时，出铁至浇包底部已放入硅钡孕育剂的浇包。 

4、包内孕育后便在包内扒渣，然后准备浇注；浇注温度控制在1310℃～1330℃。 

5、形成最终铸件，其化学成分为碳C：2.80%～2.95%、硅Si：1.70%～1.80%、锰Mn：0.80%～1.10%、硫S：0.065%～0.080%、磷P：0.030%～0.045%、铬Cr：0.250%～0.530%、锑Sb：微量、余量主要是铁Fe。 

所说的回炉铁和废钢为熔炼的主要原料，二者的质量百分比为：回炉铁70%～65%、废钢30%～35%。锰铁为65锰铁，铬铁为60铬铁，硅铁为75硅铁。 

所说的成分合格指碳C：2.80%～2.95%、硅Si：1.55%～1.65%、锰Mn：0.80%～1.10%、硫S：0.060%～0.090%、磷P：0.030%～0.050%。本发明所说的铸态高强度灰铸铁生产方法，采用了合适的化学成分和炉料配比，并采用了适当的生产工艺。由于锰、铬及锑元素的合金化作用，促进了珠光体的形成，并使珠光体细化，铸件的珠光体等级稳定在98%以上；同时加入少量的增硫剂，促进异质形核，改善石墨形态。利用本发明所说的生产工艺和方法所生产的铸件的试块，其强度稳定在350MPa以上。 

具体实施方式

实施例1 

将重量百分比为65%的回炉铁和35%的废钢，投入中频感应电炉，待炉料熔化达85%～90%，依次将锰铁、增碳剂、铬铁、硅铁、增硫剂、锑块加入中频感应电炉。所有炉料熔化后，炉内扒渣，扒渣后利用炉前快速分析仪和光谱分析仪检测铁水成分，原铁水成分为C：3.01%、Si：1.61%、Mn：0.89%、S：0.059%、P：0.045%。原铁水中碳含量过高，因此，在中频感应电炉中加入1吨废钢，，然后送功率升温将补加的废钢熔化，再次化验铁水合格后，将铁水升温到1480℃过热静置，待温度下降到1460℃时出铁，此 时浇包内已填入硅钡孕育剂，孕育反应完成后，立即在包内扒渣，铁水温度在1310℃浇注。 

获得的试块的化学成分为C：2.91%、Si：1.78%、Mn：0.91%、S：0.066%、P：0.041%、Cr：0.396%、Sb：微量、余量主要是铁Fe，抗拉强度为385MPa。 

实施例2 

将质量百分比为70%的回炉铁和30%的废钢，投入中频感应电炉，待炉料熔化达85%～90%，依次将锰铁、增碳剂、铬铁、硅铁、增硫剂、锑块加入中频感应电炉。所有炉料熔化后，炉内扒渣，扒渣后利用炉前快速分析仪和光谱分析仪检测铁水成分，原铁水成分为C：2.90%、Si：1.60%、Mn：1.06%、S：0.085%、P：0.047%，原铁水成分合格，直接将铁水升温到1469℃过热静置，待温度下降到1448℃时出铁，此时浇包内已填入硅钡孕育剂，孕育反应完成后，立即在包内扒渣，铁水温度在1327℃浇注。