[发明专利]一种改善高硅固溶厚大断面风电球墨铸铁件金相组织的工艺

说明书

本发明公开了一种改善高硅固溶厚大断面风电球墨铸铁件金相组织的工艺，具体涉及铸铁材料技术领域。本发明选用微量元素低，尤其是Ti含量低的高纯生铁、优质废钢片和不使用回炉，以及使用稀土元素RE低的球化剂和Al、Ba和Ca低的孕育剂以及硫氧含Zr的随流孕育剂这种熔炼工艺，第一可以保证铁水足够纯净，尽可能的控制有害元素如：Ti、V、W等微量元素；第二可以获得足够多的石墨核心；本发明的效果和优点：完全消除高硅球墨铸铁附铸试块和本体套样金相组织中的钉状石墨缺陷，而且，该生产工艺不需进行任何热处理，也不进行合金化，工艺简单，生产成本低，产品完全符合客户的要求。

技术领域

本发明涉及铸铁材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种改善高硅固溶厚大断面风电球墨铸铁件金相组织的工艺。

背景技术

随着风电行业的快速发展，风电球墨铸铁配件需求快速增加，风电用的球墨铸铁得到快速发展，球墨铸铁由于低成本及高强韧性，得到国内外广泛的应用，但是与普通球墨铸铁相比，对风电铸件的质量和性能要求更高，这是由于风电机组工作环境恶劣，维修困难，因此对风电铸件的质量和使用性能要求较高；5MW以上风电铸件吨位较重，材料成本和安装成本都非常大，为使铸件最大程度轻量化，实现降本增效，同时具备高强度和高韧性的QT600～10和QT500～14等硅固溶强化新材料在风电铸件上的应用就显得尤为必要。该材料风电铸件在国内属于全新领域，熔炼工艺、铸造工艺没有其它普通材料来的成熟，对出现的问题可借鉴的经验和资料也相对较少。

目前，生产高硅固溶球墨铸铁件的过程中，发现高硅铸件相对普通材料铸件极容易出现钉状石墨等异型石墨，严重影响铸件的力学性能，尤其是在套样检测中，体现的尤其明显。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种改善高硅固溶厚大断面风电球墨铸铁件金相组织的工艺。

一种改善高硅固溶厚大断面风电球墨铸铁件金相组织的工艺，具体制备步骤如下：

步骤一：配料及铁水冶炼：配料比例如下：生铁40～60％，废钢40～60％；

其中，生铁中微量元素成分含量为：C4.0～4.5wt％、Si0.40～0.60wt％、Mn≤0.10wt％、P≤0.03wt％、S≤0.01wt％、Ti＜0.010wt％，废钢中微量元素成分含量为：C≤0.15wt％、Si≤0.40wt％、Mn≤0.30wt％、P≤0.02wt％、S≤0.03wt％、Cr≤0.06wt％、Ti＜0.001wt％；

步骤二：熔化铁水及成分调整：将生铁和废钢加入至中频感应电炉中进行熔化，铁水熔化完毕后取样进行光谱分析和热分析，然后进行铁水成分调整，包括脱硫和对铁水的C量和Si量的调整；调整成分后，铁水中微量元素成分含量为：C：3.40～3.50wt％；Si：2.60～2.80wt％；Mn≤0.15wt％；P≤0.035wt％；S≤0.012wt％；

步骤三：球化孕育处理：预先在浇包底部放置球化剂、覆盖剂及合金Sb，后将电炉中铁水倒入浇包，同时在出铁水2/3时加入一次孕育剂，铁水发生球化和一次孕育反应；

步骤四：浇注处理：铁水球化后在铁水表面撒铁水除渣剂进行扒渣处理，随后，将浇包中铁水浇入铸型，浇注过程中加入随流孕育剂，浇注温度为1340～1360℃；

步骤五：清理铸件：浇注结束后，在砂型中缓慢冷却至400℃以下，从铸型中清出铸件。

进一步的，在步骤二中，脱硫采用的脱硫剂成分为CaO和CaC₂，粒度＜10mm；调整C量采用增碳剂，固定碳≥99％，粒度0.5～5mm；调整Si量采用75硅铁，75硅铁中的硅含量72～80％，其余为Mn、Cr、P、S、Al、Ca，粒度5～100mm。