[发明专利]一种消火栓用低温球墨铸铁材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种消火栓用高性能耐低温球墨铸铁及其制备方法，属于铸造合金技术领域。所述消火栓用高性能耐低温球墨铸铁合金，其化学成分及重量百分比包括：C：3.6‑3.9%，Si：1.9‑2.3%，Mn<0.2%，P<0.04%，S<0.015%，Cu<0.05%，Cr<0.04%，Sb<0.003%，Mg残余量：0.040‑0.045%，RE：0.01‑0.02%，其余为Fe。制备方法包括：步骤一：熔炼；步骤二：球化、孕育和浇注；步骤三：铸件后处理。本发明所述制备方法制备出的球墨铸铁球化级别在1‑2级，球化率≥95%，铁素体含量≥95%，抗拉强度≥400MPa，屈服强度≥240MPa，延伸率≥18%，抗低温（在20‑40℃）冲击≥17J。生产出的消火栓铸件力学性能较优，并且在低温环境下可以满足正常工作需求，有益效果显著。

主权项

1.一种消火栓用高性能耐低温球墨铸铁的制备方法，所述消火栓用低温球墨铸铁材料化学成分及重量百分比包括：C：3.6-3.9%，Si：1.9-2.3%，Mn&lt;0.2%，P&lt;0.04%，S&lt;0.015%，Cu&lt;0.05%，Cr&lt;0.04%，Sb&lt;0.003%，Mg残余量：0.040-0.045%，RE：0.01-0.02%，其余为Fe；所述消火栓用低温球墨铸铁制备方法包括包括以下步骤：步骤一：熔炼；采用中频感应电炉熔炼原材料，熔炼时生铁、废钢、回炉料、配入合金原材料烘干；生铁Q10加入量为原材料总重量的30-50%，废钢加入量为原材料总重量的20-40%，回炉料加入量为原材料总重量的20-30%；熔炼过程中用热电偶测量铁液的温度，待温度达到1420℃时，进行一次倒包脱硫，脱硫剂加入量为原材料总重量的1.0%，使得铁水硫含量低于原材料总重量的0.02%，然后再倒入电炉中继续熔炼，待完全溶解后，升温至1450-1480℃取铁液浇注光谱分析试片，由分析结果来确定成分是否在要求范围内；继续升温至1500-1520℃，净置2-4分钟，立即除净炉内熔渣；为了控制好球墨铸铁中残留镁的含量，铁水的出炉温度控制在1490-1510℃；步骤二：球化、孕育和浇注；在铁液转入浇包之前进行一次烫包，除去包内水分，在清洁完后的浇包底部一侧加入铁水重量的1.00-1.05%的稀土镁合金球化剂，粒度在6-12mm；然后在球化剂上加入铁水重量的0.18-0.22%的含有Al、Mg元素的硅铁孕育剂，粒度在3-8mm；铁液出炉前扒净浮渣，然后将熔炼好的铁液注入到浇包，转入浇包过程中进行随流孕育，即首次孕育，加入铁水重量0.25-0.30%的随流孕育剂，粒度在0.2-0.8mm；浇包进行球化和二次包内孕育后，在浇包上加入铁水重量的0.7%硅钢片覆盖剂；处理后的铁液温度在1360-1380℃，然后保持匀速，浇口杯始终呈充满状态进行浇注，同时在浇口杯处加入铁水重量0.10-0.15%的随流孕育剂，进行第三次孕育；三次孕育加入总量控制在铁液重量的0.55-0.60%；步骤三：铸件后处理；浇注完之后，试样在900-920℃保温2.5小时，然后炉内冷却至700-720℃保温3小时，最后取出铸件并空冷至室温。