专利名称：铁素体球墨铸铁及其制备的制作方法
技术领域：
本发明涉及铁素体球墨铸铁，具体是指一种高强度高韧性高低温性能铁素体球墨铸铁及其生产方法。
背景技术：
由于风电技术的发展，目前世界各地都在大力支持风力发电机项目。随着世界各地风力发电机项目的发展，被选为风场的地理条件变得越来越恶劣。作为风电项目中的核心部件轮毂、底座、轴等件，其选用的低温性能铁素体球墨铸铁材料随着地理条件变得恶劣，其性能要求更在不断提高。传统的制作低温性能铁素体球墨铸铁的方法已经满足不了更高的要求，具体为(1)机械性能中的抗拉强度、屈服强度、延伸率等达到标准中的QT400-18L的要求。(2)机械性能中的冲击值达到标准中的QT350-22L的要求。(3)抗弯试样20mmX 25mmX 300mm弯成180度，弯面不产生裂纹。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中存在的不足，提出一种高强度高韧性高低温性能铁素体球墨铸铁及其生产方法。通过选用优质的原材料，调整铁水中碳、硅、锰的含量，铁水脱氧净化，预处理，球化孕育处理，获得高强度高韧性高低温性能铁素体球墨铸铁。按照本发明提供的技术方案一种铁素体球墨铸铁，配方比例按重量百分比计如下C含量为3. 60% 3. 90%, Si含量为1. 70% 2. 30%, Mn含量为≤O. 30%, Mg含量为O. 030% 0· 050%, P含量≤O. 035%, S含量≤O. 015%，其余为铁；选用优质的原材料生铁选用低磷、低硫优质生铁，废钢选用低猛、低娃、低磷、低硫的汽车工业专用废钢片，废钢 片厚度为1_以下，通过打包成形；电炉熔化，调整成分，并视情况进行脱硫处理，随后使铁水温度升至142(T148(TC出电炉进入浇包，在浇包内进行铁水脱氧净化、预处理并球化、孕育处理；所述制备铁素体球墨铸铁的工艺，包含如下步骤(I)原料选择按重量份计，选取60 85份磷含量小于等于O. 035%、硫含量小于等于O. 020%的生铁、15 40份锰含量小于等于O. 1%、硅含量小于等于O. 2%、磷含量小于等于O. 030%、硫含量小于等于O. 030%的废钢，然后打包成型，并通过电炉熔化,加温至142(Tl480°C，至全部熔化成铁水；(2)球化包中原料的配置以步骤(I)所得铁水质量计，在球化包内放入球化剂，球化剂的加入量为铁水质量的1. 09Γ1. 3%，紧实；上面均匀覆盖铁水质量O. 29ΓΟ. 3%的75硅铁，紧实；再均匀覆盖铁水质量O. 19Γ0. 2%的干净的废钢片，紧实；随后上面均匀散O. 05 O. 15%的增碳剂；(3)铁水脱氧净化、预处理、球化孕育处理先将铁水冲入球化包放置在步骤(2)中球化剂对面的坑内，坑满为止，快速加入铁水质量O. 29Π). 4%的脱氧剂，继续冲入铁水，直到预先设定量；铁水脱氧、预处理、球化反应温度为140(Tl45(rC，铁水脱氧、预处理、球化反应时间为8(Γ150秒；在球化反应即将结束时，再将孕育剂加入球化包内，孕育剂的加入量为铁水总质量的O. 309Γ0. 70%,孕育时间控制在3(Γ50秒，反应完毕后扒渣浇注，即得广品铁素体球墨铸铁。所述球化剂组成为按重量百分比计，含稀土 O. 39Γ1. 5%，Mg5. 0°/Γ8. 0%，Si40. 0% 46. 0%，其余为铁。所述孕育剂中Si的质量百分含量为65. 09Γ75. 0%，其余为铁。所述脱氧剂中娃的质量百分含量为45 50%,钡的质量百分含量为9 15%,|丐的质量百分含量为扩15%，其余为铁。所述预处理剂中，碳的质量百分含量为彡99%,灰分的质量百分含量为< O. 10%,硫的质量百分含量为< O. 015%。本发明的有益效果本发明制备的高强度高韧性高低温性能铁素体球墨铸铁抗拉强度、延伸率等达到了 QT400-18L标准要求值，同时冲击值达到QT350-22L标准要求值，而且做成20mmX 25mmX 300mm的抗弯试样，在抗弯机作用下，能弯成180度后没有发现裂纹，达到了要求，且制备方法简单易行。·
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。实施例1所述制备铁素体球墨铸铁的工艺，包含如下步骤(I)原料选择按重量份计，选取75份磷含量小于等于O. 035%、硫含量小于等于O. 020%的生铁、25份锰含量小于等于O. 1%、硅含量小于等于O. 2%、磷含量小于等于O. 030%、硫含量小于等于O. 030%的废钢，然后打包成型，并通过电炉熔化，加温至142(T1480°C，至全部熔化成铁水；(2)球化包中原料的配置以步骤(I)所得铁水质量计，在球化包内放入球化剂，球化剂的加入量为铁水质量的1. 1%，紧实；上面均匀覆盖铁水质量O. 3%的75硅铁，紧实；再均匀覆盖铁水质量O. 2%的干净的废钢片，紧实；随后上面均匀散O. 05%的增碳剂；(3)铁水脱氧净化、预处理、球化孕育处理先将铁水冲入球化包放置在步骤(2)中球化剂对面的坑内，坑满为止，快速加入铁水质量O. 3%的脱氧剂，继续冲入铁水，直到预先设定量；铁水脱氧、预处理、球化反应温度为140(Tl45(rC，铁水脱氧、预处理、球化反应时间为145秒；在球化反应即将结束时，再将孕育剂加入球化包内，孕育剂的加入量为铁水总质量的O. 4%，孕育时间控制在35秒，反应完毕后扒渣浇注，即得产品铁素体球墨铸铁。所述球化剂组成为按重量百分比计，含稀土 O. 3%，Mg5. 0%，Si40. 0%，其余为铁。所述孕育剂中Si的质量百分含量为65. 0%，其余为铁。所述脱氧剂中娃的质量百分含量为45%,钡的质量百分含量为9%, I丐的质量百分含量为9%，其余为铁。所述预处理剂中，碳的质量百分含量为彡99%,灰分的质量百分含量为< O. 10%,硫的质量百分含量为< O. 015%。经检测，该高强度高韧性高低温性能铁素体球墨铸铁中包含如下质量百分含量的各组份=C含量为3. 71%，Si含量为1. 82%，Mn含量为O. 18%，Mg含量为O. 037%, P含量O. 030%, S含量O. 011%，其余为铁。其性能见表I。表I实施例1制备产品基本性能
权利要求
1.一种铁素体球墨铸铁，其特征是配方比例按重量百分比计如下C含量为3.60% 3. 90%, Si 含量为1. 70% 2. 30%, Mn 含量为彡 O. 30%, Mg 含量为 O. 030% 0· 050%, P 含量彡O. 035%, S含量彡O. 015%，其余为铁； 选用优质的原材料生铁选用低磷、低硫优质生铁，废钢选用低锰、低硅、低磷、低硫的汽车工业专用废钢片，废钢片厚度为1_以下，通过打包成形；电炉熔化，调整成分，并视情况进行脱硫处理，随后使铁水温度升至142(T148(TC出电炉进入浇包，在浇包内进行铁水脱氧净化、预处理并球化、孕育处理。
2.权利要求1所述制备铁素体球墨铸铁的工艺，其特征是所述工艺包含如下步骤 (O原料选择按重量份计，选取6(Γ85份磷含量小于等于O. 035%、硫含量小于等于O. 020%的生铁、15^40份锰含量小于等于O. 1%、硅含量小于等于O. 2%、磷含量小于等于O. 030%、硫含量小于等于O. 030%的废钢，然后打包成型，并通过电炉熔化,加温至142(Tl480°C，至全部熔化成铁水； (2)球化包中原料的配置以步骤(I)所得铁水质量计，在球化包内放入球化剂，球化剂的加入量为铁水质量的1. 09Γ1. 3%，紧实；上面均匀覆盖铁水质量O. 29ΓΟ. 3%的75硅铁，紧实；再均匀覆盖铁水质量O. 19Γ0. 2%的干净的废钢片，紧实；随后上面均匀散O. 05、. 15%的增碳剂； (3)铁水脱氧净化、预处理、球化孕育处理先将铁水冲入球化包放置在步骤(2)中球化剂对面的坑内，坑满为止，快速加入铁水质量O. 29Π). 4%的脱氧剂，继续冲入铁水，直到预先设定量；铁水脱氧、预处理、球化反应温度为140(Tl45(rC，铁水脱氧、预处理、球化反应时间为8(Γ150秒；在球化反应即将结束时，再将孕育剂加入球化包内，孕育剂的加入量为铁水总质量的O. 309Γ0. 70%,孕育时间控制在3(Γ50秒，反应完毕后扒渣浇注，即得产品铁素体球墨铸铁。
3.如权利要求2所述制备铁素体球墨铸铁的工艺，其特征是所述球化剂组成为按重量百分比计，含稀土 O. 3% 1· 5%, Mg 5. 0% 8. 0%, Si 40. 0% 46. 0%，其余为铁。
4.如权利要求2所述制备铁素体球墨铸铁的工艺，其特征是所述孕育剂中Si的质量百分含量为65. 09Γ75. 0%，其余为铁。
5.如权利要求2所述制备铁素体球墨铸铁的工艺，其特征是所述脱氧剂中硅的质量百分含量为45 50%，钡的质量百分含量为9-15%，钙的质量百分含量为扩15%，其余为铁。
6.如权利要求2所述制备铁素体球墨铸铁的工艺，其特征是所述预处理剂中，碳的质量百分含量为彡99%,灰分的质量百分含量为< O. 10%,硫的质量百分含量为< 0.015%。
全文摘要
一种高强度高韧性高低温性能铁素体球墨铸铁及其生产方法。高强度高韧性高低温性能铁素体球墨铸铁包含如下质量百分含量的各组份C含量为3.60%~3.90%，Si含量为1.70%~2.30%，Mn含量为≤0.30%，Mg含量为0.030%~0.050%，P含量≤0.035%，S含量≤0.015%，其余为铁。所述方法是，选用优质生铁、废钢，电炉熔化铁水并控制碳硅锰含量，球化包中加入一定量的脱氧剂净化铁水，和预处理剂、球化剂、孕育剂进行铁水处理，扒渣浇注。本发明的高强度高韧性高低温性能铁素体球墨铸铁的抗拉强度、屈服强度和延伸率达到并超过了标准要求值，而且冲击值也达到了要求。也就是通过此种工艺得到的材料不仅能够提高材料的强度和韧性，且其-40℃低温冲击性能较好、抗弯性能好，制备方法简单易行。
文档编号C22C37/10GK103060671SQ20131003124
公开日2013年4月24日 申请日期2013年1月28日 优先权日2013年1月28日
发明者刘鑫, 李川度, 李平, 包新益, 方怡, 苏敏 申请人:江苏一汽铸造股份有限公司