[发明专利]一种大断面铸态铁素体球墨铸铁及其制备方法

摘要

本发明属于球墨铸铁技术领域，具体涉及球墨铸铁材料的控制和铸造生产，尤其是一种大断面铸态铁素体球墨铸铁QT580‑15A及其制备方法。通过原材料选择，铁水成分控制，球化剂、覆盖剂及工艺的优化，孕育剂及工艺的确定，微量合金元素加入量及加入方法的控制，使壁厚大于60mm铸件的单铸试块和70mm厚附铸试块的性能均达到要求(单铸抗拉强度≥580MPa，屈服强度≥450MPa，延伸率≥15％；附铸抗拉强度≥530MPa，屈服强度≥400MPa，延伸率≥12.5％)。

主权项

一种大断面铁素体球墨铸铁，该球墨铸铁材料的元素组成：C:3.1～3.5wt％，Si:3.0～4.0wt％，Mn≤0.3wt％，P≤0.04wt％，S:0.01～0.03wt％，Sb:0.001～0.006wt％，Mg:0.03～0.05wt％，Re:0.01‑0.03wt％其余为Fe和制备过程中带入的杂质；所述的铁素体球墨铸铁的制备方法，包括以下步骤：A)材料选择：生铁：40‑60wt％，废钢：10‑30wt％，回炉料：20‑40wt％，生铁选择高纯生铁，废钢选择低碳钢；球化剂选择稀土镁合金球化剂，覆盖剂选择一种低硅高铁含Ba硅铁覆盖剂，孕育剂选择硅钙钡孕育剂和含Bi随流孕育剂；B)熔炼：生铁、废钢、回炉料一起熔化，控制铁水出炉温度为1420～1480℃；C)球化处理：在步骤B中得到的铁水中加入球化剂，选择稀土镁合金球化剂，其中球化剂的成分配方是：Mg 5‑7wt％，Si 40‑50wt％，Re 0.5‑1.0wt％，其余为铁；球化剂的加入量为步骤B所得铁水总量的1.0～1.5wt％；球化处理温度：1420～1480℃，在球化剂上加入覆盖剂，覆盖剂的成分配方：Si 30‑40wt％，Ba 1.5‑4.0wt％，其余为铁，覆盖剂的加入量为步骤B所得铁水总量的0.3～0.8wt％；D)孕育：孕育包括一次孕育和随流孕育，一次孕育时加入孕育剂Ⅰ，加入量为步骤B所得铁水总量的0.3‑1.0wt％，球化反应开始时加入；随流孕育为在浇注时加入孕育剂Ⅱ，加入量为步骤B所得铁水总量的0.1‑0.3％；孕育剂Ⅰ为硅钙钡孕育剂，成分配方是：Si 70‑80wt％，Ca 1.5‑2.5wt％，Ba 8‑12wt％，其余为铁；孕育剂Ⅱ为含Bi随流孕育剂，在浇注过程中随流加入，孕育剂成分配方是：Si 65‑75wt％，Bi 0.5‑2.5wt％，其余为铁；E)微量合金元素的加入：微量合金元素为Sb，加入量为步骤B所得铁水总量的0.001～0.006wt％，与随流孕育剂混合均匀后，在浇注时随流加入；F)造型：采用呋喃树脂砂工艺铸造，并保证充足的吃砂量和型砂强度；G)浇注：控制浇注温度在1330～1380℃，保证浇注速度平稳；H)冷却：确保铸件在型内缓慢冷却，开箱温度控制在≤400℃，开箱后空冷，得到铁素体球墨铸铁。