[发明专利]一种灰铸铁及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，涉及一种灰铸铁，特别是涉及一种灰铸铁及其制造方法。

背景技术

铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。铸铁可分为：灰口铸铁、白口铸铁、可锻铸铁、球磨铸铁、蠕墨铸铁以及合金铸铁。

合金铸铁是在普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。其中，合金铸铁中的灰铸铁由于成本低廉，并具有铸造性、可加工性的特点，是工业中应用最广泛的一种铸铁，如广泛用于制造如发动机、家电的零部件等。现有的灰铸铁的组成是由其所制造的部件性能要求如拉伸强度、磨损性能、机械加工性等来决定的，目前通常采用折衷的方式来进行配比选择，因此现有的灰铸铁的组成范围相当宽。但是，当灰铸铁用于制作对耐磨性要求较高的部件时，很难达到耐磨性的要求。

灰铸铁抗压强度比较高，有良好的吸振性、减震性和润滑性，有良好的导热性、切削加工型与铸造性，广泛的应用于机电产品中。但是现有铸造工艺在铸造圆周速度大于20m/s 的带环、存在滑动摩擦等场合因其强度不能满足实际需求、易开裂等问题，以致限制了其使用范围。

发明内容

本发明针对本发明为了灰铸铁铸件强度不能满足实际需求、易开裂、使用范围受到限制等技术问题，提供一种灰铸铁及其制造方法，在不增加额外的加工工序以及加工成本的条件下，获得较高的耐磨性，能满足高要求场合的使用。

本发明的技术方案是：一种灰铸铁及其制造方法，其特征在于：由如下质量百分比的原料组成，C 4.2%～6.77%、Mn 1.05%～1.55%、Ni 0.77%、Cr 0.45%～0.85%、Sn 0.3～0.5%、包芯线1.6～2.0%、P≤0.05%、S≤0.006%，余量为铁和不可避免的杂质；所述包芯线包括碳钢外皮和粉状内芯，所述粉状内芯中的元素组份及质量百分比为：Ca 8%、Si 12%、稀土18%、Zr 3.5%、Ti 5%、Ta 5%，余量为铁和不可避免的杂质 所述轻稀土的成 分为Ce51%、La29%、Nd13%、Pr4.5%、Sm1.3%、Y1.2%。

一种灰铸铁及其制造方法的制造方法，其特征在于，步骤如下：

(1)按品位等级的高低依次将生铁、废钢材和回炉料加入电炉内；

(2)加热升温至1200 度时加入Mn 铁，并继续升温至1500-1550 度生成熔融态的铁水；

(3)保温并进行铁水除渣；

(4)降温至1450±10 度后出铁水；

(5) 出铁水的同时进行炉前处理，将铜加入包底，硅钡、稀土硅铁、铬铁在出铁水时随液流加入，锡和锑在铁水出至1/2 ～ 2/3 时随液流加入；

(6)炉前处理的最终熔融混合物中各化学成分重量百分比控制为：C 4.2%～6.77%、Mn 1.05%～1.55%、Ni 0.77%、Cr 0.45%～0.85%、Sn 0.3～0.5%、包芯线1.6～2.0%、P≤0.05%、S≤0.006%，余量为铁和不可避免的杂质；

(7)浇注成型；

(8)保温后脱模保温缓冷后出炉；

(9)合金铸铁加工成产品后需先做表面弱渗碳气氛渗碳处理，然后做表面淬火处理。

本发明的有益效果为：本发明提出的一种铸造流动性能优异的灰铸铁，组分新颖，制作过程合理清晰，熔炼过程控制简便；本发明通过对灰铸铁的原材料配比进行合理的调整及增加孕育处理，使得灰铸铁强度及硬度均得到明显提升。该灰铸铁冶炼比较方便，具有良好的铸造性能，经孕育处理后，铸铁件不易开裂。使用现有材料炼出的灰铸铁铸件抗压强度、硬度都获得了明显提升，同时降低了企业生产成本，提高了产品合格率，扩大了铸件应用范围，具有很好的经济效益。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明：

一种灰铸铁及其制造方法，由如下质量百分比的原料组成，C 4.2%～6.77%、Mn 1.05%～1.55%、Ni 0.77%、Cr 0.45%～0.85%、Sn 0.3～0.5%、包芯线1.6～2.0%、P≤0.05%、S≤0.006%，余量为铁和不可避免的杂质；包芯线包括碳钢外皮和粉状内芯，粉状内芯中的元素组份及质量百分比为：Ca 8%、Si 12%、稀土18%、Zr 3.5%、Ti 5%、Ta 5%，余量为铁和不可避免的杂质，轻稀土的成分为Ce51%、La29%、Nd13%、Pr4.5%、Sm1.3%、Y1.2%。