[发明专利]铸态高强度球墨铸铁及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及球墨铸铁，具体地，涉及铸态高强度球墨铸铁及其制备方法。

背景技术

球墨铸铁是通过球化和孕育处理得到的球状石墨，其有效地提高了铸铁的机械性，特别是塑性和韧性，从而得到了比碳钢还优异的机械强度。球墨铸铁是20世纪50年代发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，从而使得其成功地用于铸造受力复杂、强度、韧性、耐磨性能要求高的铸件。

目前，本领域使用量最大的球墨铸铁为符合国际通标准EN GJS/UNE-EN 1563的牌号700-2的球墨铸铁，但是该球墨铸铁的强度往往难以实际需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种铸态高强度球墨铸铁及其制备方法，通过该方法制得的球墨铸铁具有硬度、拉伸强度和抗冲击性。

为了实现上述目的，本发明提供了一种铸态高强度球墨铸铁，含有C、Si、S、P、Mn、Cu、Sn、Mg、Cr、B、Ni、Fe以及杂质元素；其中，以铸态高强度球墨铸铁的总重量为基准，C的含量为3.60-3.70重量％，Si的含量为2.15-2.35重量％，S的含量不大于0.015重量％，P的含量不大于0.025重量％，Mn的含量为0.35-0.45重量％，Cu的含量为1.30-1.50重量％，Sn的含量为0.020-0.030重量％，Mg的含量为0.035-0.045重量％，Cr的含量不大于0.025重量％，B的含量不大于0.0008重量％，Ni的含量不大于0.025重量％，余量为Fe以及杂质元素。

本发明还提供了一种如上述的铸态高强度球墨铸铁的制备方法，包括：

1)将废钢、回炉料在1050-1150℃下进行预热；

2)将预热后的原料在1500-1550℃下熔融以制得铁水；

3)将稀土球化剂、孕育剂加入至铁水中并搅拌以制得孕育铁水；

4)将随流孕育剂加入至孕育铁水中并浇铸以制得铸态高强度球墨铸铁；

其中，稀土球化剂含有稀土元素、镁、钙、钡、硅、铁以及杂质元素；孕育剂含有硅、铝、钡、碳以及杂质元素；随流孕育剂含有硅、铝、铋、碳以及杂质元素。

通过上述技术方案，本发明通过上述的制备方法中各个步骤之间的协同作用，使得制得的球墨铸铁具有硬度、拉伸强度和抗冲击性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是检测例3中A1的球化率的检测结果图；

图2是检测例3中A1的铁素体的检测结果图；

图3是检测例4中RT强度的检测结果图。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明提供了一种铸态高强度球墨铸铁，含有C、Si、S、P、Mn、Cu、Sn、Mg、Cr、B、Ni、Fe以及杂质元素；其中，以铸态高强度球墨铸铁的总重量为基准，C的含量为3.60-3.70重量％，Si的含量为2.15-2.35重量％，S的含量不大于0.015重量％，P的含量不大于0.025重量％，Mn的含量为0.35-0.45重量％，Cu的含量为1.30-1.50重量％，Sn的含量为0.020-0.030重量％，Mg的含量为0.035-0.045重量％，Cr的含量不大于0.025重量％，B的含量不大于0.0008重量％，Ni的含量不大于0.025重量％，余量为Fe以及杂质元素。

在上述球墨铸铁中，为了进一步提高球墨铸铁的硬度、拉伸强度和抗冲击性，优选地，在铸态高强度球墨铸铁中，球化率≥90％，石墨球数大于200个/mm²，铁素体的含量≤1％，自由渗碳体的含量为0。

本发明还提供了一种如上述的铸态高强度球墨铸铁的制备方法，包括：

1)将废钢、回炉料在1050-1150℃下进行预热；

2)将预热后的原料在1500-1550℃下熔融以制得铁水；

3)将稀土球化剂、孕育剂加入至铁水中并搅拌以制得孕育铁水；

4)将随流孕育剂加入至孕育铁水中并浇铸以制得铸态高强度球墨铸铁；

其中，稀土球化剂含有稀土元素、镁、钙、钡、硅、铁以及杂质元素；孕育剂含有硅、铝、钡、碳以及杂质元素；随流孕育剂含有硅、铝、铋、碳以及杂质元素。