[发明专利]一种模具用低合金球墨铸铁的制备方法

说明书

本发明属于金属铸造技术领域，具体的说是一种模具用低合金球墨铸铁的制备方法。本发明适当提高硅含量促进石墨析出,加入钼和铜促进石墨化,增加珠光体含量,细化石墨,细化珠光体,适当降低锰含量,提高塑性。本发明公开的球墨铸铁材料，其抗拉强度≥600MPa，延伸率≥4％，硬度≥200HBW,无缺口冲击韧性≥20J/cm2。金相组织：基体为珠光体，珠光体≥95％，石墨球化率≥90％，石墨球大小≥7级，磷共晶≤1％。本发明制造的球墨铸铁生产工艺流程短，工艺窗口宽，可铸性和可加工性强，可大幅降低材料成本和加工成本，球墨铸铁质量稳定，其抗拉强度，硬度，抗氧化性及耐磨性均能满足压铸模具要求。采用本发明生产方法制造的模具零部件质量可靠，性能优越，成本低廉。

技术领域

本发明属于金属铸造技术领域，具体的说是一种模具用低合金球墨铸铁的制备方法。

背景技术

压铸模具材料和加工的价格决定了模具制造的成本,模具的成本影响产品的毛坯甚至成品价格,因此降低模具制造成本成为部分制造行业的重要任务.合金钢模具材料昂贵,材料加工去量多、加工成本高。相比于传统模具材料，球墨铸铁模具材料可以大幅降低材料成本和加工成本。

普通球墨铸铁的抗拉强度、硬度、抗氧化性能及耐磨性不满足压铸模具的要求。

发明内容

本发明通过向球墨铸铁中增加少量合金元素来提高低合金球墨铸铁的机械性能，实现开发一种低成本、高性能的模具用低合金球墨铸铁的制备方法，解决了现有球墨铸铁存在的上述不足。

本发明技术方案结合附图说明如下：

一种模具用低合金球墨铸铁的制备方法，该制备方法包括以下步骤：

步骤一、准备原材料；

生铁：45-50%，废钢25-30%，球铁回炉料17-25%，锰铁0.3-0.8%，硅铁0.3-0.8%，钼铁0.1-0.5%，铜0.5-1.3%；

步骤二、熔炼；

将步骤一中所述生铁加入中频感应炉中熔炼，铁水熔化后依次加入步骤一中的废钢和球铁回炉料，待所有炉料熔化为合金液后，向合金液中添加锰铁、硅铁、钼铁和铜，当合金液温度达到1520℃后取样检测炉内化学成分，根据检测结果对合金液中烧损的化学成分进行添加，直至化学成分满足要求：碳:3.5%-3.8%，硅:2.1%-2.5%，锰：0.3%-0.5%，磷:≤0.02%，硫: ≤0.01%，铜:0.5%-1.2%，钼:0.1%-0.5%，其余为铁，总量为100%；

步骤三、球化、一次孕育处理；

当步骤二中的合金液温度达到1520℃时检测炉内化学成分，1520-1550℃时出炉到球化包进行球化和孕育处理，在球化包放置1-1.5%球化剂，球化剂表面覆盖孕育剂，之后倒入步骤二中的合金液并盖住球化包包盖；

步骤四、浇注及二次孕育处理；

完成步骤三工序后，对液面表面的浮渣进行扒渣，待温度降至1350-1450℃后，进行浇注，浇注时进行随流孕育处理；

步骤五、开箱及清理；

铸件表面冷却至500-600℃后进行开箱，待完全冷却后清砂，去除浇注系统，获得产品；

步骤六、机械加工；

对步骤五得到的铸件按照设计三维进行机械加工，得到最终产品。

步骤一中所述生铁的具体成分为：碳：4%-4.1%，硅：0.32%-0.35%，锰：0.03%-0.04%，磷：＜0.03%，硫：0.01-0.015%，其余为铁。

步骤一中所述废钢的具体成分为：碳：0.44%-0.48%，硅：0.3%-0.35%，锰：0.45%-0.5%，硫： 0.02-0.025%，其余为铁。