[发明专利]用于高速列车电机机座的-50℃的球铁铸件及其铸造方法

说明书

本发明公开了一种用于高速列车电机机座的‑50℃的球铁铸件，所述球铁铸件由下列重量百分比的成分组成：碳3.6‑3.85%，硅1.6‑2.0%，锰≤0.12%，磷＜0.03%，镍0.75‑0.82%，其余为铁及硫杂质。本发明提供的‑50℃的球铁铸件及其铸造方法，以高纯铸造生铁和碳素钢为主要原料，通过控制熔炼、调质、烫包、球化、浇注、保温、热处理、打磨和质检等步骤，使得到的球铁铸件满足耐‑50℃低温的要求，可用于与低温介质直接接触的高速列车电机机座的制造，其低温冲击性能指标符合国家相关标准、规范的规定，解决了长期困扰国内低温高速列车电机机座等零件低温材料的瓶颈问题。

技术领域

本发明属于低温球铁铸造技术领域，具体涉及一种用于高速列车电机机座的-50℃的球铁铸件及其铸造方法。

背景技术

高速列车电机基座是动力系统和主机系统的关键件，结构十分紧凑，内腔特别复杂，且壁厚相差悬殊。材料设计主要以低温高强度、高韧性球铁为主，其验收标准不仅仅考核试块的性能，还包括显微组织、本体性能和零下-50℃冲击功。球铁金相要求球化率≧90％，球径3-6mm，6-7级，球数≧250个，基体组织铁素体100％；不允许有碳化物和磷共晶，抗拉强度≧400Mpa，屈服强度≧250Mpa，延伸率(δ)≧18％、-50℃冲击功≧12、硬度130-170HBS，且因为壁厚薄相差别较大，尺寸要求正负1mm，外观要求零缺陷，采用传统的生产方法极难达到以上标准。目前，国内外-40℃的球铁产品日趋普遍，但-50℃的球铁产品仍在研究中。材料规范要求既达到QT400-18L性能又符合-50℃低温冲击韧性是材料的难点，如何对成分控制及合金的添加调整，使该材料在退火条件下达到规范要求是发明此材料的重点内容。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足之处，提供一种用于高速列车电机机座的-50℃的球铁铸件及其铸造方法。

本发明的目的是以下述方式实现的：

用于高速列车电机机座的-50℃的球铁铸件，所述球铁铸件由下列重量百分比的成分组成：碳3.6-3.85％，硅1.6-2.0％，锰≤0.12％，磷＜0.03％，镍0.75-0.82％，其余为铁及硫杂质。

如上述的用于高速列车电机机座的-50℃的球铁铸件的铸造方法，具体步骤如下：

(1)熔炼：炉前依次加入生铁、废钢、碳化硅、增碳剂和回炉料，熔炼温度升至1490℃时加入镍，1500℃时取炉前光谱样，依据炉前光谱样调整组成成分，使其符合组成含量要求；继续升温至1575℃，加入覆盖剂，停电静置2分钟，清渣；生铁、废钢和回炉料为铁水原料的组成成分，其中各组成成分的质量分数为：生铁占60-80％，废钢占15-25％，回炉料占5-15％；

(2)烫包：将球化包烫至500-700℃，包内暗红；

(3)球化：将已烫好的球化包放入电炉前，依次加入球化剂、包底孕育剂和压块废钢，压实；出铁球化，先将电炉内1570℃的铁水倒入球化包内三分之二，待球化完毕后，再将炉内剩余的三分之一铁水倒入球化包内，并均匀加入随流孕育硅钡孕育剂，再加入覆盖剂，静置1分钟后，扒净铁水包液面的浮渣，当温度为1470℃时，开始浇注；

(4)浇注：将球化包移至砂箱后，包嘴对准浇口进行浇注，在浇注时，加入随铁流孕育硫氧含铈孕育剂，并控制在5分钟内浇注完毕，浇注完毕后，砂箱保温10h后开箱；

(5)热处理：去除浇冒口，将铸件放入热处理炉内进行热处理，以每小时70℃的升温速度升至760℃，保温2小时后以每小时降温50℃，降至600℃后出窑空冷；

(6)抛丸：把空冷至常温的铸件进行抛丸；

(7)打磨：把机座打磨干净，浇口、冒口处及边缘打磨光滑；

(8)质检：质检合格后入库。