一种蠕墨铸铁及其生产方法与流程

本发明属于铸造，主要涉及一种蠕墨铸铁及其生产方法。

背景技术：

1、蠕墨铸铁作为一种新型铸铁材料，兼有球墨铸铁和灰铸铁的优点。蠕墨铸铁具有良好的力学和物理综合性能，特别是热疲劳性能优良。蠕墨铸铁应用于汽车、船领域，尤其在发动机缸体、缸盖、排气管、制动盘、制动鼓、飞轮等等零部件取得了良好的应用效果。rut450材质的蠕墨铸铁的抗拉强度和疲劳强度较高，但现有技术中，rut450材质的蠕墨铸铁的熔炼工艺不成熟、稳定性极差，抗拉强度随蠕化率增加直线下降，必须解决蠕化率与抗拉强度之间矛盾。

2、此外，蠕墨铸铁的蠕化区间相对球铁的球化区间来说更加狭小，残镁稍超出标准就会转变成球铁或灰铁，而残镁等元素随着时间的延长也在实时发生变化，就给稳定生产蠕铁增加了困难。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供一种蠕墨铸铁及其生产方法，提高批量生产的蠕墨铸铁的蠕化率的稳定性，在保证塑韧性的前提下提高蠕墨铸铁的强硬度。

2、为了达到上述目的，本发明技术方案如下：

3、一种蠕墨铸铁，化学成分的质量百分比含量包括：

4、3.71％～3.80％的c，2.25％～2.45％的si，0.65％～0.75％的mn，＜0.04％的p，0.010％～0.019％的s，0.010％～0.020％的mg，0.010％～0.020％的re，0.95％～1.05％的cu，0.9％～1.0％的ni，0.2％～0.3％的cr，0.2％～0.3％的mo，0.10％～0.15％的ti，余量为fe和杂质元素。

5、上述蠕墨铸铁的生产方法，包括以下步骤：

6、熔炼，称取50％～60％的生铁、10％～20％的蠕墨铸铁回炉料、15％～25％的废钢，加入电炉中，加热升温至全部加入料熔化；加入第一辅料并调整铁水化学成分至炉前化学成分要求范围内；所述第一辅料包括增碳剂、硅铁、锰铁、铬铁、钼铁、铜和镍；加入第二辅料，所述第二辅料为钛铁，用于以防止石墨球化。

7、蠕化孕育，铁水中加入镁蠕化剂、稀土蠕化剂和孕育剂，铁水与镁蠕化剂、稀土蠕化剂和孕育剂进行反应；

8、浇注，对孕育后的铁水进行拔渣、浇注，得到所述蠕墨铸铁。

9、进一步地，在所述熔炼步骤，加入辅料前计算炉前s含量，计算公式为：

10、炉前s含量计算值＝生铁加入量×生铁s含量+蠕墨铸铁回炉料加入量×蠕墨铸铁回炉料s含量+废钢加入量×废钢s含量；

11、当炉前s含量计算值为0.010％～0.019％，进行后序步骤；当炉前s含量计算值小于0.010％，加入硫铁补硫；当炉前s含量计算值大于0.019％，加入生铁降硫。

12、进一步地，在所述蠕化孕育步骤，所述孕育剂先于所述镁蠕化剂和所述稀土蠕化剂加入。

13、进一步地，在所述熔炼步骤，炉前化学成分要求范围为3.71％～3.80％的c，1.90％～2.00％的si，0.65％～0.75％的mn，＜0.04％的p，0.010％～0.019％的s，0.95％～1.05％的cu，0.9％～1.0％的ni，0.2％～0.3％的cr，0.2％～0.3％的mo，余量为fe和杂质元素。

14、进一步地，所述蠕化孕育步骤，镁蠕化剂和稀土蠕化剂均采用喂线方式加入；当铁水中s含量为0.010％～0.015％时，每吨铁水中所述镁蠕化剂的喂线量为6.9m～7.0m，每吨铁水中所述稀土蠕化剂的喂线量为4m～4.1m；当铁水中s含量为0.015％～0.018％时，每吨铁水中所述镁蠕化剂的喂线量为7.1m～7.3m，每吨铁水中所述稀土蠕化剂的喂线量为4m～4.1m；当铁水中s含量为0.018％～0.019％时，每吨铁水中所述镁蠕化剂的喂线量为7.8m～8.0m，每吨铁水中所述稀土蠕化剂的喂线量为4m～4.1m。

15、进一步地，所述镁蠕化剂的化学成分的质量百分含量包括：14.5％～15.5％的mg，43％～46％的si，1.5％～2.5％的ca，≤1％的mgo，余量为fe和杂质元素；所述稀土蠕化剂的化学成分的质量百分含量包括：18％～22％的re，43％～46％的si，余量为fe和杂质元素。

16、进一步地，所述蠕化孕育步骤，孕育剂采用喂线方式加入；每吨铁水中所述孕育剂的喂线量为15m～15.1m。

17、进一步地，所述孕育剂的化学成分的质量百分含量包括：74％～76％的si，≤1％的al，余量为fe和杂质元素。

18、进一步地，在所述浇注步骤，浇注温度为1360℃～1380℃。

19、由上述技术方案可知，本发明的优点和积极效果在于：

20、本发明通过计算有效控制铁水中的s含量和杂质元素含量，熔炼步骤中s含量能够稳定控制在0.010％～0.019％的范围内，蠕化步骤中铁水中同时加入镁蠕化剂和稀土蠕化剂，达到了稳定蠕墨铸铁蠕化率的效果，适用于批量生产。

21、本发明通过合金元素的加入以及合理的化学成分控制，充分发挥各元素之间的相互作用，稳定和细化基体组织中的珠光体并强化铁素体；加入ti元素改变石墨的生长状态，有效防止石墨向球状生长。本发明在保证蠕墨铸铁强度、塑性的同时，有效提高材料蠕化率，蠕化率达到90％。

技术特征：

1.一种蠕墨铸铁，其特征在于，化学成分的质量百分比含量包括：

2.一种如权利要求1所述的蠕墨铸铁的生产方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的蠕墨铸铁的生产方法，其特征在于，在所述熔炼步骤，加入辅料前计算炉前s含量，计算公式为：

4.根据权利要求2所述的蠕墨铸铁的生产方法，其特征在于，在所述蠕化孕育步骤，所述孕育剂先于所述镁蠕化剂和所述稀土蠕化剂加入。

5.根据权利要求2所述的蠕墨铸铁的生产方法，其特征在于，在所述熔炼步骤，炉前化学成分要求范围为3.71％～3.80％的c，1.90％～2.00％的si，0.65％～0.75％的mn，＜0.04％的p，0.010％～0.019％的s，0.95％～1.05％的cu，0.9％～1.0％的ni，0.2％～0.3％的cr，0.2％～0.3％的mo，余量为fe和杂质元素。

6.根据权利要求2所述的蠕墨铸铁的生产方法，其特征在于，所述蠕化孕育步骤，镁蠕化剂和稀土蠕化剂均采用喂线方式加入；

7.根据权利要求6所述的蠕墨铸铁的生产方法，其特征在于，所述镁蠕化剂的化学成分的质量百分含量包括：14.5％～15.5％的mg，43％～46％的si，1.5％～2.5％的ca，≤1％的mgo，余量为fe和杂质元素；

8.根据权利要求2所述的蠕墨铸铁的生产方法，其特征在于，所述蠕化孕育步骤，孕育剂采用喂线方式加入；每吨铁水中所述孕育剂的喂线量为15m～15.1m。

9.根据权利要求8所述的蠕墨铸铁的生产方法，其特征在于，所述孕育剂的化学成分的质量百分含量包括：74％～76％的si，≤1％的al，余量为fe和杂质元素。

10.根据权利要求2-9任一项所述的蠕墨铸铁的生产方法，其特征在于，在所述浇注步骤，浇注温度为1360℃～1380℃。

技术总结本发明属于铸造技术领域，主要涉及一种蠕墨铸铁及其生产方法，所述蠕墨铸铁中各成分的质量百分比含量包括：3.71％～3.80％的C，2.25％～2.45％的Si，0.65％～0.75％的Mn，＜0.04％的P，0.010％～0.019％的S，0.010％～0.020％的Mg，0.010％～0.020％的Re，0.95％～1.05％的Cu，0.9％～1.0％的Ni，0.2％～0.3％的Cr，0.2％～0.3％的Mo，0.10％～0.15％的Ti，余量为Fe和杂质元素。本发明通过计算有效控制铁水中的S含量和杂质元素含量，熔炼步骤中S含量能够稳定控制在0.010％～0.019％的范围内，蠕化步骤中铁水中同时加入镁蠕化剂和稀土蠕化剂，达到了稳定蠕墨铸铁蠕化率的效果，适用于批量生产；加入Ti元素改变石墨的生长状态，有效防止石墨向球状生长。本发明在保证蠕墨铸铁强度、塑性的同时，有效提高材料蠕化率，蠕化率达到90％。技术研发人员：陈孝先,陈思明,张会贤,田学森,刘天平,骆坤,李瑛辉受保护的技术使用者：共享装备股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/17