一种高基体硬度GM241合金灰铁铸造方法与流程

一种高基体硬度gm241合金灰铁铸造方法
技术领域
1.本发明涉及汽车模具铸铁技术领域，尤其涉及一种高基体硬度gm241合金灰铁铸造方法。


背景技术：

2.铸铁，是一个汉语词语，意思是指含碳量大于2％的铸造铁基合金，含硅及少量锰、磷、硫等元素，含碳量大于2％的铸造铁基合金，还含硅及少量锰、磷、硫等元素，常见的有白口铸铁、灰口铸铁、球墨铸铁等，熔点低、流动性好、熔炼简单、成本低、耐磨，但塑性和韧性差，强度低，一般用来铸造各种铸件，铸件过程中，石墨形态分为a型石墨、b型石墨、c型石墨等，等级a型石墨越多，证明产品质量越好，a型石墨为直片状，b型为玫瑰花状，c型为块状。
3.然而现有的gm241合金灰铁的石墨仍需要进一步的细化，降低铸件缩松的现象出现，铸件的基体硬度还有待提高，降低gm241合金灰铁开裂现象出现。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决上述问题，而提出的一种高基体硬度gm241合金灰铁铸造方法。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种高基体硬度gm241合金灰铁铸造方法，包括以下步骤：
7.s1：gm241合金灰铁由c：3.0％～3.2％、si：1.6％～1.8％、mn：0.9％～1.0％、p：﹤0.06％、s﹤0.1％、cu：0.3％～0.5％、ni：0.10％～0.15％、mo：0.4％～0.5％和cr：0.4％～0.5％组成；
8.s2：铁水采用中频感应电炉溶解，并往炉内按照碎料、si、启动块和废钢压块顺序加料，铁水化开之后，c、mn、cu、ni、mo、cr分批次进行投入；
9.s3：铁水取样，计算需要添加的合金量，并将合金加入电炉；
10.s4：合金投入结束之后，大电力进行10分钟后保温；
11.s5：一次炉前孕育：铁水出汤，出汤三分之一时，投入0.2％的孕育剂；
12.s6：二次随流孕育：根据总出汤量调整随流机的频率；
13.s7：铸件放冷；
14.s8：铸件解模，然后进行汤道切割、抛丸和外观处理。
15.作为上述技术方案的进一步描述：
16.所述gm241合金灰铁的石墨长度50～70um，a型石墨≧90％，硬度220～241hb，淬火硬度≧52hrc。
17.作为上述技术方案的进一步描述：
18.所述s3中，电炉铁水完全溶解之后，需要多次进行取样，分析样品成分，若不达标，计算出添加的合金量后，再进行取样，直到达标后，再进行大电力溶解。
19.作为上述技术方案的进一步描述：
20.所述s4中，保温时间需要30分钟，才可以出汤。
21.作为上述技术方案的进一步描述：
22.所述s5中，电炉内铁水向铁水包内出汤时，出汤三分之一时，投入0.2％的孕育剂。
23.作为上述技术方案的进一步描述：
24.所述s6中，随流目标值为0.15％，铁水倒入浇口杯，浇口杯液面达到三分之二时开启随流机，砂箱冒口喷火时，关闭随流机。
25.作为上述技术方案的进一步描述：
26.所述s7中，根据铸件重量制定放冷时间，放冷时间控制在48h～90h之间，到达放冷时间后，进行解模。
27.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
28.1、本发明中，通过改变铁水的投料比例，及二次孕育的方法对石墨进行细化，铸件本体金相中a型石墨明显增多，a型石墨比例由85％左右提升到95％左右，提高了铸件的基体硬度。
29.2、本发明中，基体硬度平均提高20hb左右，由原来的197～220hb提升到220～241hb之间，铸件更容易淬火，淬火硬度达52hrc以上且铸件在淬火中不易出现开裂。
30.3、本发明中，通过增加铁水保温时间，石墨得到细化，由60～120um细化到50～70um。
附图说明
31.图1为本发明中实施例二中石墨检测图；
32.图2为本发明中实施例三中石墨检测图；
33.图3为本发明中实施例四中石墨检测图；
34.图4为本发明中实施例一中投料比例数据分析图。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
36.实施例一：
37.请参阅图1-3，一种高基体硬度gm241合金灰铁铸造方法，包括以下步骤：
38.s1：gm241合金灰铁由c：3.0％～3.2％、si：1.6％～1.8％、mn：0.9％～1.0％、p：﹤0.06％、s﹤0.1％、cu：0.3％～0.5％、ni：0.10％～0.15％、mo：0.4％～0.5％和cr：0.4％～0.5％组成，百分比数据是各元素在铸件中的百分含量，即：铁液中元素的重量(kg)/出汤铁液的总重量(kg)*100％＝百分含量；gm241合金灰铁的石墨长度50～70um，a型石墨≧90％，90％是指在显微镜(
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100倍)视野中，a型石墨数量占视野内石墨总数的比值，即：a型石墨数量/视野内石墨总数*100％≥90％；硬度220～241hb，淬火硬度≧52hrc，增加a型石墨比例，细化石墨长度，提高铸件的基体硬度；
39.s2：铁水采用中频感应电炉溶解，并往炉内按照碎料、si、启动块和废钢压块顺序
加料，铁水化开之后，c、mn、cu、ni、mo、cr分批次进行投入；
40.s3：铁水取样，计算需要添加的合金量，并将合金加入电炉，电炉铁水完全溶解之后，需要多次进行取样，分析样品成分，若不达标，计算出添加的合金量后，再进行取样，直到达标后，再进行大电力溶解；
41.s4：合金投入结束之后，大电力进行10分钟后保温，保温时间需要30分钟，才可以出汤，保证mo、cr合金充分、均匀的溶解，延长铁水的保温时间，对石墨进行细化；
42.s5：一次炉前孕育：铁水出汤，出汤三分之一时，投入0.2％的孕育剂，电炉内铁水向铁水包内出汤时，出汤三分之一时，投入0.2％的孕育剂，0.2％是孕育剂的重量与总出汤重量的比值，孕育剂重量(kg)/总出汤重量(kg)*100％＝0.2％；
43.s6：二次随流孕育：根据总出汤量调整随流机的频率，随流目标值为0.15％，，铁水倒入浇口杯，浇口杯液面达到2/3左右时开启随流机，砂箱冒口喷火时或已经达到0.15％随流量时，关闭随流机，浇注温度要求比不随流情况提高20℃，采用二次孕育的方法对石墨进行细化，最终提高珠光体含量；
44.s7：铸件放冷，根据铸件重量制定放冷时间，放冷时间控制在48h～90h之间，到达放冷时间时进行解模；
45.s8：铸件解模，然后进行汤道切割、抛丸和外观处理。
46.实施例二：
47.请参阅图1，一种高基体硬度gm241合金灰铁铸造方法，包括以下步骤：
48.s1：gm241合金灰铁由c：3.0％、si：1.6％、mn：0.9％、p：0.06％、s：0.1％、cu：0.3％、ni：0.10％、mo：0.4％和cr：0.4％组成，gm241合金灰铁的石墨长度20um，a型石墨50％，硬度220～241hb，淬火硬度≧52hrc；
49.s2：铁水采用中频感应电炉溶解，并往炉内按照碎料、si、启动块和废钢压块顺序加料，铁水化开之后，c、mn、cu、ni、mo、cr分批次进行投入；
50.s3：铁水取样，计算需要添加的合金量，并将合金加入电炉，电炉铁水完全溶解之后，需要多次进行取样，分析样品成分，若不达标，计算出添加的合金量后，再进行取样，直到达标后，再进行大电力溶解；
51.s4：合金投入结束之后，大电力进行10分钟后保温，保温时间需要30分钟，才可以出汤，保证mo、cr合金充分、均匀的溶解，延长铁水的保温时间，对石墨进行细化；
52.s5：一次炉前孕育：铁水出汤，出汤三分之一时，投入0.2％的孕育剂，电炉内铁水向铁水包内出汤时，出汤三分之一时，投入0.2％的孕育剂；
53.s6：二次随流孕育：根据总出汤量调整随流机的频率，随流目标值为0.15％，，铁水倒入浇口杯，浇口杯液面达到2/3左右时开启随流机，砂箱冒口喷火时或已经达到0.15％随流量时，关闭随流机，浇注温度要求比不随流情况提高20℃，采用二次孕育的方法对石墨进行细化，最终提高珠光体含量；
54.s7：铸件放冷，根据铸件重量制定放冷时间，放冷时间控制在48h～90h之间，到达放冷时间时进行解模；
55.s8：铸件解模，然后进行汤道切割、抛丸和外观处理；
56.石墨组织被细化，但直片状的a型石墨比例较低，合金灰铁基体强度一般。
57.实施例三：
58.请参阅图2，一种高基体硬度gm241合金灰铁铸造方法，包括以下步骤：
59.s1：gm241合金灰铁由c：3.0％、si：1.6％、mn：0.9％、p：0.06％、s：0.1％、cu：0.3％、ni：0.10％、mo：0.4％和cr：0.4％组成，gm241合金灰铁的石墨长度50um，a型石墨90％，硬度220～241hb，淬火硬度≧52hrc；
60.s2：铁水采用中频感应电炉溶解，并往炉内按照碎料、si、启动块和废钢压块顺序加料，铁水化开之后，c、mn、cu、ni、mo、cr分批次进行投入；
61.s3：铁水取样，计算需要添加的合金量，并将合金加入电炉，电炉铁水完全溶解之后，需要多次进行取样，分析样品成分，若不达标，计算出添加的合金量后，再进行取样，直到达标后，再进行大电力溶解；
62.s4：合金投入结束之后，大电力进行10分钟后保温，保温时间需要10分钟，才可以出汤，保证mo、cr合金充分、均匀的溶解，延长铁水的保温时间，对石墨进行细化；
63.s5：一次炉前孕育：铁水出汤，出汤三分之一时，投入0.2％的孕育剂，电炉内铁水向铁水包内出汤时，出汤三分之一时，投入0.2％的孕育剂；
64.s6：铸件放冷，根据铸件重量制定放冷时间，放冷时间控制在48h～90h之间，到达放冷时间时进行解模；
65.s7：铸件解模，然后进行汤道切割、抛丸和外观处理；
66.增加了a型石墨比例，基体组织细化，铸件硬度提高。
67.实施例四：
68.请参阅图3，一种高基体硬度gm241合金灰铁铸造方法，包括以下步骤：
69.s1：gm241合金灰铁由c：3.0％、si：1.6％、mn：0.9％、p：0.06％、s：0.1％、cu：0.3％、ni：0.10％、mo：0.4％和cr：0.4％组成，gm241合金灰铁的石墨长度60um，a型石墨90％，硬度220～241hb，淬火硬度≧52hrc；
70.s2：铁水采用中频感应电炉溶解，并往炉内按照碎料、si、启动块和废钢压块顺序加料，铁水化开之后，c、mn、cu、ni、mo、cr分批次进行投入；
71.s3：铁水取样，计算需要添加的合金量，并将合金加入电炉，电炉铁水完全溶解之后，需要多次进行取样，分析样品成分，若不达标，计算出添加的合金量后，再进行取样，直到达标后，再进行大电力溶解；
72.s4：合金投入结束之后，大电力进行10分钟后保温，保温时间需要30分钟，才可以出汤，保证mo、cr合金充分、均匀的溶解；
73.s5：一次炉前孕育：铁水出汤，出汤三分之一时，投入0.2％的孕育剂，电炉内铁水向铁水包内出汤时，出汤三分之一时，投入0.2％的孕育剂，孕育剂占总出汤量的0.2％；
74.s6：二次随流孕育：根据总出汤量调整随流机的频率，随流目标值为0.15％，，铁水倒入浇口杯，浇口杯液面达到2/3左右时开启随流机，砂箱冒口喷火时或已经达到0.15％随流量时，关闭随流机，浇注温度要求比不随流情况提高20℃；
75.s7：铸件放冷，根据铸件重量制定放冷时间，放冷时间控制在48h～90h之间，到达放冷时间时进行解模；
76.s8：铸件解模，然后进行汤道切割、抛丸和外观处理；
77.增加了a型石墨比例，铸件的基体硬度提高，延长铁水的保温时间，采用二次孕育的方法对石墨进行细化，最终提高珠光体含量。
78.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。