[发明专利]一种风电铸件用硅固溶强化铁素体球墨铸铁及其制备方法

说明书

本发明公开了一种风电铸件用硅固溶强化铁素体球墨铸铁及其制备方法，具体涉及球墨铸铁技术领域，包括以下原料：生铁、废钢、铁素基体回炉料、增碳剂、硅铁、低稀土镁合金球化剂、一次孕育剂、孕育合金、包内孕育剂和保温剂。本发明利用增碳剂和硅铁，从而保证基体中铁素体塑韧性，同时其强度得到提高，在第二次孕育时所形成的有效石墨结晶核心受氧化程度比第一次包内孕育情况下少，进一步使得孕育效果得到改善，在多次孕育处理作用下，金相组织中石墨球的形状明显圆整化，所得球墨铸铁单位面积上石墨球数增加，使得石墨球细化，分布均匀，从而球化率高，且铁素体晶粒细小，提高抗拉强度。

技术领域

本发明涉及球墨铸铁技术领域，更具体地说，本发明涉及一种风电铸件用硅固溶强化铁素体球墨铸铁及其制备方法。

背景技术

风电铸件，对铸件质量稳定性要求极高，传统的冲天炉熔炼新生铁铸造方法已被中频电炉熔炼合成铸铁逐渐取代，废钢、铸铁屑、钢屑等低质炉料和增碳剂组成的合成铸铁的应用以及清洁能源组成的“低碳、环保、可持续发展”所谓的“绿色铸造”以其崭新的姿态为广“大铸造企业所接受。

在生产过程中，原辅料质量要求高，生铁中微量元素需要控制在很低的水平；在对铁水球化、孕育处理时，工艺要求严格。导致生产中需要高质量的原辅料，增加生产成本；严格的孕育处理工艺，对操作人员水平要求高，目前EN 1563：2012规定的硅固溶强化铁素铁牌号材料中，EN-GJS-500-14、EN-GJS-600-10，EN-GJS-500-14屈强比为0.778，EN-GJS-600-10屈强比为0.755，两者屈强比偏低，屈强比是指材料的屈服点，即屈服强度与抗拉强度的比值。

现有的硅固溶强化铁素铁材料生产的球墨铸铁，不能满足人们的使用需求，球墨铸铁的屈服强度、抗拉强度和屈强比较低，球墨铸铁的力学性能不好。

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风电铸件用硅固溶强化铁素体球墨铸铁及其制备方法，本发明所要解决的问题是：如何提高球墨铸铁的屈服强度、抗拉强度和屈强比。

本发明提供了一种风电铸件用硅固溶强化铁素体球墨铸铁的制备方法，具体制备步骤如下：

步骤一：称取生铁、废钢、铁素基体回炉料加入中频感应电炉中，全部熔化，得到铁素体球墨铸铁液，加温至1500-2000℃，对通过光电直读光谱仪对铁素体球墨铸铁液成分进行检测，称取增碳剂、硅铁加入铁素体球墨铸铁液，以调整铁素体球墨铸铁液成分至要求的质量百分数范围；

步骤二：将低稀土镁合金球化剂均匀放置于球化包内，其舂紧实后覆盖上粒度为0.5-6mm的孕育合金，孕育合金的加入量为铁素体球墨铸铁液总重量的0.2-0.6％，炉中铁素体球墨铸铁液温度加热至1430-1450℃，将铁素体球墨铸铁液倒入球化包进行球化处理，球化处理的过程中，称取包内孕育剂加入铁素体球墨铸铁液包内，进行第一次孕育处理；

步骤三：对球化后的铁素体球墨铸铁液进行除渣，然后通过冒口撒上保温剂，然后进行浇注铸型，在浇注过程中，添加一次孕育剂，然后覆盖上粒度为0.2-0.7mm的孕育合金，孕育合金的加入量为铁素体球墨铸铁液总重量的0.1-0.2％，进行第二次孕育处理，得到铁素体球墨铸铁。

在一个优选的实施方式中：所述步骤三中得到的铁素体球墨铸铁中各元素成分的质量分数为：碳：3.30-3.50％、硅：3.55-3.85％、锰：≤0.20％、磷：≤0.05％、硫：≤0.02％、镁：0.035-0.055％、稀土：≤0.02％，余量为铁。

在一个优选的实施方式中：所述步骤二中低稀土镁合金球化剂的加入量为铁素体球墨铸铁液总重量的0.95-1.25％。

在一个优选的实施方式中：所述步骤一中所述生铁、废钢以及铁素基体回炉料的比例为30-50wt％：20-40wt％：20-40wt％。