[发明专利]一种高强度薄壁灰铁铸件的制备方法

说明书

本发明提供了一种高强度薄壁灰铁铸件的制备方法，包括以下步骤：(1)熔炼；(2)高温精炼；(3)孕育：铁液出炉温度控制在1530‑1545℃，浇包内孕育，孕育剂为SiC‑Zr‑Fe中间合金，SiC‑Zr‑Fe中间合金中SiC的质量含量为20‑30％，单质Zr的质量含量为7‑15％，余量为Fe；SiC‑Zr‑Fe中间合金的加入量为铁液质量的0.4‑0.55％；(4)浇注：浇注温度控制在l460‑1490℃浇注；本发明通过特定的孕育剂，有效改善了石墨形态和细化晶粒，对于提高灰铁铸件强度、硬度有显著作用，同时铸件中各元素配比适宜，使制备得到的灰铁铸件综合性能优异。

技术领域

本发明涉及铸造技术领域，具体涉及一种高强度薄壁灰铁铸件的制备方法。

背景技术

灰铸铁是铸铁中的一种，其中碳以片状石墨形式存在于铸铁中。断口呈灰色。有良好的铸造、切削性能，耐磨性好。用于制造机架、箱体等。灰铸铁石墨呈片状，有效承载面积比较小，石墨尖端易产生应力集中，所以灰铸铁的强度、塑性、韧度都低于其他铸铁。但具有优良的减振性、低的缺口敏感性和高的耐磨性。

现有技术中提高薄壁灰铁铸件强度的常用方式为调整化学成分，即在铸件原料中减少碳含量，增加锰含量，并添加合金元素进行合金化处理，而合金元素的添加造成铸件成本的增加；现有技术采用常规熔炼、一次增碳和一次孕育的方式，所得到的灰铁铸件，其石墨分布不均匀，局部长而薄，局部粗大，严重降低了铸铁性能。

申请号为CN 201811148687.8的中国专利公开了一种高强度薄壁灰铁铸件的制备方法，通过采用3-8％生铁、50-65％废钢和27-42％回炉料作为熔化铁液的配比原料，采用熔炼、一次增碳、一次孕育、二次增碳、二次孕育、浇铸、型内孕育和退火的工艺方法，得到高强度薄壁灰铁铸件，其化学成分按质量百分比计为：C：2.9-3.5，Si：1.4-2.1，Mn：0.7-1.1，P：≤0.05，S：≤0.08，Cu：≤0.03，Sn：0.031-0.043，RE：0.01-0.03，余量Fe和不可避免杂质。该发明的制备方法不仅能制备得到高强度薄壁灰铁铸件，而且其成本低廉，综合性能优于铸件牌号为HT250的国家标准，但是其强度的提升仍有限，从而限制其应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高强度薄壁灰铁铸件的制备方法，通过特定的孕育剂，有效改善了石墨形态和细化晶粒，对于提高灰铁铸件强度、硬度有显著作用，同时铸件中各元素配比适宜，使制备得到的灰铁铸件综合性能优异。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种高强度薄壁灰铁铸件的制备方法，包括以下步骤：

(1)熔炼：将各原料投入至中频熔炼炉中进行熔炼，熔炼过程中铁液温度为1540-1560℃，测定铁液中各元素的含量，并调整各元素含量至符合配方要求；

(2)高温精炼：将铁液温度调节至1580-1600℃，保温7-10min后除渣；

(3)孕育：铁液出炉温度控制在1530-1545℃，浇包内孕育，孕育剂为SiC-Zr-Fe中间合金，所述SiC-Zr-Fe中间合金中SiC的质量含量为20-30％，单质Zr的质量含量为7-15％，余量为Fe；SiC-Zr-Fe中间合金的加入量为铁液质量的0.4-0.55％；

(4)浇注：浇注温度控制在l460-1490℃，浇注至树脂砂型中；铁液凝固冷却并对铸件表面进行清理，即得所述高强度薄壁灰铁铸件。

优选地，步骤(4)所制备得到的灰铁铸件由以下成分组成：C：3.25-3.5％、Si：l.5-1.75％、Mn：0.6-0.8％、Cu：0.35-0.45％、Sr：0.3-0.4％、Zr：0.15-0.3％、RE：0.03-0.06％，P≤0.05％，S≤0.08％，余量为Fe和及不可避免的杂质。

优选地，所述稀土RE为Ce、La、Pr、Nd、Lu中的一种或多种的组合。