[发明专利]一种熔模精密铸造球墨铸铁QT450-10L的制备方法

说明书

本发明提出了一种熔模精密铸造球墨铸铁QT450‑10L的制备方法，主要包括熔模铸造型壳制壳与焙烧；铁水熔炼；球化处理；孕育处理；模壳浇注和热处理，通过与熔模精密铸造工艺相结合，在一定程度上降低材料中的硅含量，从而克服材料低温冲击韧性较差的问题，同时对制备工艺进行改进，使球墨铸铁在‑40℃条件下V型缺口低温冲击功≥5J的同时，抗拉强度≥450Mpa，延伸率≥10％。

技术领域

本发明涉及特种球墨铸铁材料铸造技术领域，尤其涉及一种熔模精密铸造球墨铸铁QT450-10L的制备方法。

背景技术

在球墨铸铁国标中，有低温冲击韧性要求的球墨铸铁牌号为QT350-22L及QT400-18L，其屈服强度分别为220MPa和240Mpa，该屈服强度是偏低的，不符合汽车零部件的使用要求。

QT450-10的屈服强度能够达到310MPa，具有较高的韧性，使其成为球墨铸铁使用频率较高的材料之一。随着汽车使用性能的大幅度提升，主机厂对铸件的性能要求也越来越高，尤其是材料的冲击韧性越来越受到关注，在已有的研究中对QT450-10的低温冲击性能目前暂无报道。

采用熔模铸造工艺制备球墨铸铁，冷却速度不可控，浇注时为热壳浇注，导致熔模铸造冷却速度前期慢后期快，从而导致熔模铸造石墨球化质量较差，基体组织不稳定，铸件的各项性能指标降低。因此采用熔模铸造工艺生产高强度低温冲击球墨铸铁的难度较大。

本发明利用熔模精密铸造工艺生产QT450-10L，在保证强度不降低的前提下，通过原料配比的控制以及制备工艺的优化，达到更好的低温冲击韧性的性能，实现稳定化应用。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种能够得到更好力学性能的熔模精密铸造球墨铸铁QT450-10L的制备方法。

本发明的技术方案是这样实现的，本发明提供了一种熔模精密铸造球墨铸铁QT450-10L的制备方法，包括如下步骤：

步骤一、熔模铸造型壳制壳与焙烧：采用硅溶胶和石英砂的混合物作为型壳的面层材料，石英砂作为面层的撒砂材，采用硅溶胶和莫来砂作为型壳的背层材料，莫来砂作为背层的撒砂材，采用贯通式天然气焙烧炉焙烧型壳；

步骤二、铁水熔炼：选用生铁、回炉料、废钢和增碳剂作为炉料，加入到熔炼炉中进行熔炼；

步骤三、球化处理：采用喂丝球化法对铁水进行球化处理；

步骤四、孕育处理：采用三次孕育方式，出铁时加入FeSi75孕育剂，喂丝球化时采用球化包芯线二次孕育，转包时再次加入FeSi75孕育剂进行第三次孕育；

步骤五、模壳浇注：在进行球化处理时将熔模型壳从焙烧炉中取出进行浇注，熔模型壳的温度控制在750-850℃，浇注温度在1360-1390℃；

步骤六、热处理：将铸件升温至690-700℃，保温1-3h，保温完毕出炉空冷。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤一中，硅溶胶与石英砂的质量比为1：(1.9-2.1)，硅溶胶与莫来砂的质量比为1：(1.8-2.3)。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤一中，所述焙烧温度为900-950℃，焙烧时间为2.5-3.5h。

在以上技术方案的基础上，优选的，步骤二中，按质量百分比计算，所述生铁为40-60％，回炉料为20-40％，废钢为10-30％，增碳剂为废钢质量的3.5-4.5％。

采用以上技术方案得到的铁水按质量百分比为100％计包括：C：3.70-3.85％，Si：1.2-1.4％，Mn：0.2-0.3％，Ni：0.4-0.6％，P：≤0.035％，S：≤0.02％和余量的Fe及无法避免的杂质。

更进一步优选的，所述生铁为Q10生铁，所述增碳剂为低硫石墨增碳剂。