[发明专利]一种铸态铁素体球墨铸铁件的制备方法

说明书

本发明涉及一种铸态铁素体球墨铸铁铸件的制备方法，其包括熔炼、球化、孕育、浇注得到铸铁件的步骤，其中铸铁件的成分为C：3.4‑3.9％、Si：2.1‑3.0％、Mn≤0.25％、P≤0.05％、S≤0.05％，RE：0.02‑0.07％、Mg：0.03‑0.09％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述铸铁件具有均匀的壁厚，浇注完成后，控制铸铁件壁厚H和RE、Mg含量以及落砂时间T满足以下关系式：12.5H^1/2×e^{10.5(0.55Mg+1.95RE)}≥T≥12.5H^1/2×e^{7.5(0.55Mg+1.95RE)}；式中：铸铁件壁厚H单位为mm，落砂时间T单位为min。

技术领域

本发明涉及一种铸态铁素体球墨铸铁件的制备方法，属于铸铁制造的技术领域。

背景技术

有关铸态铁素体球墨铸铁的技术研究最早于20世纪70年代左右便已经在国外开始，我国在1990年左右开始进行铸态铁素体球墨铸铁的相关研究。铁素体球墨铸铁因具有优异的机械性能，而受到较多关注，广泛应用于各类机械零部件，特别是低温工况下工作的部件。而通常的球墨铸铁铸态组织为铁素体和珠光体组织，为了获得全铁素体组织，便需要对铸锭作进一步的热处理。因此，生产铸态铁素体球墨铸铁的经济优势便显而易见了，其无需热处理便可获得优异的力学性能，省略了热处理工序，提高了生产效率，降低了生产成本，节约了人力物力财力。

Mg和RE均是球墨铸铁必不可少的球化元素，但同时也是反石墨化元素。由于不经过热处理，在铸态铁素体球墨铸铁生产过程中，Mg和RE的含量控制便显得格外重要。RE和Mg含量过多，则白口(渗碳体)倾向严重，石墨化效果得不到保证，RE和Mg含量过少，则球墨铸铁球化效果无法保证。在铸态铁素体球墨铸铁生产中，很难兼顾球化效果和石墨化效果，因此，需要对RE和Mg含量进行精确的控制，这无疑加大了生产难度并且经济性受限。

发明内容

本发明提供一种铸态铁素体球墨铸铁件的制备方法，即使在较高的RE和Mg含量下，也能够在不进行热处理的情况下获得石墨化效果、球化效果优异的球墨铸铁件。使得铸态铁素体球墨铸铁件在生产过程中RE和Mg含量的范围更为宽泛，并且降低了生产过程控制的难度，成本优势显著。特别的，对于高RE和Mg含量的铸态铁素体球墨铸铁，通过本发明的方法可以在确保球化效果的同时确保石墨化效果。

下面详细介绍实现本发明技术目的的技术手段。

本发明提供一种铸态铁素体球墨铸铁件的制备方法，包括熔炼、球化、孕育、浇注得到铸铁件的步骤，其中铸铁件的成分为C：3.4-3.9％、Si：2.1-3.0％、Mn≤0.25％、P≤0.05％、S≤0.05％，RE：0.02-0.07％、Mg：0.03-0.09％，余量为Fe和不可避免的杂质，所述铸铁件具有均匀的壁厚，浇注完成后，控制铸铁件壁厚H和RE、Mg含量以及落砂时间T满足以下关系式：

12.5H^1/2×e^{10.5(0.55Mg+1.95RE)}≥T≥12.5H^1/2×e^{7.5(0.55Mg+1.95RE)}；

式中：铸铁件壁厚H单位为mm，落砂时间T单位为min。

如本领域技术人员已知的，铸态铁素体球墨铸铁的成分通常比较简单，本发明同样遵循该规律，采用常规的C、Si、Mn含量设计。而在现有技术生产中为了确保石墨化效果、球化效果以及铸态组织，需要对RE和Mg的含量进行精确控制，工艺窗口较窄。