[发明专利]一种铁素体球墨铸铁型材及其制备方法

说明书

本发明属于铸铁材料及铸造冶金技术领域，特别涉及一种铁素体球墨铸铁型材及其制备方法。该型材是由下列元素按照质量百分比制备而成：碳：3.35％‑3.45％，硅：3.2％‑3.4％，锰：0.20％‑0.30％，铋：0.002％‑0.01％，磷：0.02％‑0.05％，硫0.006％‑0.015％，其余为铁。本发明提高了铁素体球墨铸铁型材的强度和韧性，具有实用性强的优点。

技术领域

本发明属于铸铁材料及铸造冶金技术领域，特别涉及一种铁素体球墨铸铁型材及其制备方法。

背景技术

球墨铸铁是20世纪五十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，正是基于其优异的性能，已成功地用于铸造一些受力复杂，强度、韧性、耐磨性要求较高的零件。

铁素体球墨铸铁指基体中铁素体含量大于80％、余为珠光体的球墨铸铁，具有良好的冲击塑性和韧性，但强度较低。其用于制造受力较大而又承受震动和冲击的零件，大量用于汽车、农机、船舶、冶金、化工等部门、成为重要的铸铁材料。

影响铁素体球墨铸铁性能的主要因素为化学成分、石墨球的大小及形状、残留的自由渗碳体及夹杂物相、铁素体的晶粒度等。中国专利CN201610496177.4 公开了一种“铁素体球墨铸铁及其制备方法”，此发明通过选用优质的原材料，调整铁水中碳、硅、锰的含量，铁水经脱氧净化，预处理，球化孕育处理，获得高强度高韧性铁素体球墨铸铁，但是对于铁素体球墨铸件的强度及韧性还可以做进一步的提高。

发明内容

本发明的目的是提供一种铁素体球墨铸铁型材及其制备方法，提高了铁素体球墨铸铁的强度和韧性。

一种铁素体球墨铸铁型材，该型材是由下列元素按照质量百分比制备而成：碳：3.35％-3.45％，硅：3.2％-3.4％，锰：0.20％-0.30％，铋：0.002％-0.01％，磷： 0.02％-0.05％，硫0.006％-0.015％，其余为铁。

采用上述技术方案，能获得圆整、细小、数量多的石墨球数，制造的铁素体球墨铸铁的强度高、伸长率高，硬度变化范围小。

进一步优选为：该型材是由下列元素按照质量百分比制备而成：碳：3.4％，硅：3.3％，锰：0.27％，铋：0.01％，磷：0.05％，硫：0.012％，其余为铁。

一种铁素体球墨铸铁型材的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)炉前准备，将水冷石墨结晶器与可以连铸拉拔的保温炉组合安装完毕后，使用天然气烘烤连铸拉拔的保温炉，烘烤时间为3-5小时，生产前连铸拉拔的保温炉内的温度为500-600℃；

(2)配料，将生铁、废钢、回炉料以及增碳剂按下列目标值计算称取以上金属材料：碳：3.4％-3.5％，硅：2.1％-2.2％，锰：0.22％-0.32％；

(3)熔炼，采用中频感应电炉熔炼，将称量好的生铁、废钢、回炉料以及增碳剂投入中频感应电炉熔炼，铁水升高到1500-1550℃之间，过热完成后，转入连续往铁水包内出铁水的保温炉，与连续往铁水包内出铁水的保温炉内储存的铁液混合，同时温度降至合适出炉的温度范围1430-1450℃；

(4)铁水球化和孕育，称取计算量的球化剂、硅块、孕育剂以及铋用铁水包内冲入法进行球化和孕育，球化剂加入量为铁水质量的1.7％-1.9％，硅块加入量为铁水质量的0.4％-0.6％，孕育剂加入量为铁水质量的0.4％-0.6％，铋加入量为铁水质量的0.002％-0.01％；

(5)检测，孕育处理后的铁水取样化验，并根据化验结果补充相关配料使铁水中各元素的质量百分比为：碳：3.35％-3.45％，硅：3.2％-3.4％，锰：0.20％-0.30％，铋：0.002％-0.01％，磷：0.02％-0.05％，硫0.006％-0.015％，其余为铁；