一种低温球铁生产工艺的制作方法

1.本发明涉及球墨铸铁技术领域，具体为一种低温球铁生产工艺。


背景技术：

2.墨铸铁具有优良的力学性能、加工性能、耐磨性能、吸震性能，且制造成本低，已发展为仅次于灰铸铁的铸铁材料，不仅被广泛使用，而且不断替代铸钢材料用于制造高要求的结构件，普通的球墨铸铁的耐低温性不够，随着铸件使用温度的下降，球墨铸铁逐渐发生由韧性向脆性转变，尤其在脆性转变温度以下，冲击值急剧下降，不能满足低温及高强度下的使用要求，使得普通的球墨铸铁在应用于低温下承受动载荷的工件方面受到极大的制约。
3.传统的低温球铁为常规国内外标准型号为gb/t 1348-2019qt400-18l 冲击功底会存在，常规≥12焦耳，不满足低温环境的工作要求，抗拉强度低常规≥400mpa，不满足低温环境的工作要求，主要是要求冲击功≥14焦耳。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种低温球铁生产工艺，解决了常规≥12焦耳，不满足低温环境的工作要求，抗拉强度低常规≥400mpa，不满足低温环境的工作要求，主要是要求冲击功≥14焦耳的问题。
5.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种低温球铁生产工艺，包括以下步骤；步骤一、将需要进行球墨铸铁回炉料、和冶炼原料，选择增碳剂为添加剂，并对选择的原料进行清洗除锈后，进行烘干处理；步骤二、在进行冶炼原料进行熔炼：将fe、废钢、s0、增碳剂、ti、c、si 和mg混合熔炼，熔炼温度为1800-1990℃，得铁液，静置，除渣处理，待铁液温度降至1300
±
5℃；步骤三、在进行熔炼脱硫处理将第一步配制好的原料放入冲天炉中熔炼成铁水，冲天炉中铁水的出铁温度控制在1450℃，采用多孔塞连续脱硫工艺，向脱硫包中连续加入为上述铁水重量3～5％的石灰脱硫剂，并从脱硫包底部经多孔塞吹入氮气进行搅拌，对上述铁水进行脱硫处理，使该铁水的含硫量控制在重量百分比0.02％以下；脱硫之后的铁水转入中频感应电炉中继续熔炼并保温；步骤四、在进行球化处理及孕育处理，取样检查译待铁水反应平静后搅拌并且扒渣取样，检查球化程度，球化完成则可进行浇铸球化孕育后进行浇铸，浇铸温度为1300-1450℃；步骤五、热处理，清理步骤四制备的铸件，将铸件放进退火炉中，随炉升温，升温速率采用100-150℃/h的范围进行调整，升温至720℃，保温2-4小时，然后炉冷至600℃出炉空冷。
6.优选的，述步骤一还包括以下步骤；配料进行称取铁水冶炼原料：冶炼原料按重量
百分含量由以下成分组成：fe60％-66％，废钢10％-20％，s0.71％-0.9％，ti0.3％-0.35％、c 3.6-3.75%、si 1.9-2.1%、mg 0.03-0.05%和增碳剂0.4％-0.5％。
7.优选的，所述步骤一还包括以下步骤；将铁水冶炼原料放入在中频炉进行冶炼，当冶炼温度达到1510℃-1530℃时，取样检测冶炼得到的铁水成分，根据取样检测结果，进行成分调整，使铁水中的c的质量含量为2.5％-3.0％、si的质量含量为0.5％-0.8％、mg 的质量含量为0.71％-0.9％，得到合格铁水，加入占铁水总质量0.09％-0.12％的增碳剂进行预孕育。
8.优选的，所述步骤四还包括以下步骤；球化处理和一次孕育处理，其中在球化过程中加入第一次孕育剂，加入球化剂，加入覆盖剂，夯实，并且倒入铁液，除渣，进而第二次孕育，加入二次孕育剂，除渣，浇注得铸件，浇注的同会随着倾倒的同时加入三次孕育剂。
9.优选的，所述步骤三四还包括以下步骤，进一步的将温度升至1470℃清除铁水表面的渣，取原铁水进行化学成分分析，测温，将温度升至1520℃～1650℃，再次加入ti、fe、钼、镍铜哈氏合金。
10.优选的，所述增碳剂为高温石墨化增碳剂，其中，c的质量含量≥99.5％，n和s的质量含量合计≤0.05％。
11.优选的，所述球化剂为qrmg8re3的粒度为10～30mm，其中粉状物含量小于重量百分比9％。
12.本发明提供了一种低温球铁生产工艺。具备以下有益效果：本发明通过控制冶炼原料的配比和过严格控制化学成分，不仅使得获得的球墨铸铁的品质高，而且制备过程易于控制，成品率高，浇注完成后的铸件不需要进行高温热处理，极大地节省了能耗，降低了成本，化学成分选用合理，生产工艺过程参数设定合理，并且通过采用三次孕育处理，并严格控制每一次孕育处理时铁液中ti、fe、两种化学成分的增量，从而提高了球墨铸铁材料中的球化率，进而提高了球墨铸铁的冲击功和抗拉强度。
实施方式
13.下面将结合本发明实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
14.本发明实施例提供一种低温球铁生产工艺，包括以下步骤；步骤一、将需要进行球墨铸铁回炉料、和冶炼原料，选择增碳剂为添加剂，并对选择的原料进行清洗除锈后，进行烘干处理；步骤二、在进行冶炼原料进行熔炼：将fe、废钢、s0、增碳剂、ti、c、si 和mg混合熔炼，熔炼温度为1890℃，得铁液，静置，除渣处理，待铁液温度降至1305℃；步骤三、在进行熔炼脱硫处理将第一步配制好的原料放入冲天炉中熔炼成铁水，冲天炉中铁水的出铁温度控制在1450℃，采用多孔塞连续脱硫工艺，向脱硫包中连续加入为上述铁水重量3％的石灰脱硫剂，并从脱硫包底部经多孔塞吹入氮气进行搅拌，对上述铁
水进行脱硫处理，使该铁水的含硫量控制在重量百分比0.02％以下；脱硫之后的铁水转入中频感应电炉中继续熔炼并保温；步骤四、在进行球化处理及孕育处理，取样检查译待铁水反应平静后搅拌并且扒渣取样，检查球化程度，球化完成则可进行浇铸球化孕育后进行浇铸，浇铸温度为1400℃；步骤五、热处理，清理步骤四制备的铸件，将铸件放进退火炉中，随炉升温，升温速率采用125℃/h的范围进行调整，升温至720℃，保温2.5小时，然后炉冷至600℃出炉空冷，通过控制冶炼原料的配比和过严格控制化学成分，不仅使得获得的球墨铸铁的品质高，而且制备过程易于控制，成品率高，浇注完成后的铸件不需要进行高温热处理。
15.步骤一还包括以下步骤；配料进行称取铁水冶炼原料：冶炼原料按重量百分含量由以下成分组成：fe36％，废钢51％，s0.71％，ti0.3％、c 5.13%、si 7.03%、mg 0.03%和增碳剂0.51％％，mg能够保证球化率，但要注意残留高 容易影响冲击性能。
16.步骤一还包括以下步骤；将铁水冶炼原料放入在中频炉进行冶炼，当冶炼温度达到1520℃时，取样检测冶炼得到的铁水成分，根据取样检测结果，进行成分调整，使铁水中的c的质量含量为2.5％、si的质量含量为0.5％、mg 的质量含量为0.71％，得到合格铁水，加入占铁水总质量0.09％的增碳剂进行预孕育。
17.步骤四还包括以下步骤；球化处理和一次孕育处理，其中在球化过程中加入第一次孕育剂，加入球化剂，加入覆盖剂，夯实，并且倒入铁液，除渣，进而第二次孕育，加入二次孕育剂，除渣，浇注得铸件，浇注的同会随着倾倒的同时加入三次孕育剂。
18.步骤三四还包括以下步骤，进一步的将温度升至1470℃清除铁水表面的渣，取原铁水进行化学成分分析，测温，将温度升至1620℃，再次加入ti、fe、钼、镍铜哈氏合金。
19.增碳剂为高温石墨化增碳剂，其中，c的质量含量≥99.5％，n和s的质量含量合计≤0.05％。
20.球化剂为qrmg8re3的粒度为25mm，其中粉状物含量小于重量百分比9％，使其强度大大高于灰铸铁，韧性优于可锻铸铁，同时还能保持灰铸铁的一系列优点。
实施例
21.除了采用浇筑温度为1200℃，其他的步骤与实施例一的实验步骤和方法保持一致，得到球铁2，并且采用相同的方法进行表征，得到的球铁的参数如下表1所示。
实施例
22.除了采用浇筑温度为1600℃，其他的步骤与实施例一的实验步骤和方法保持一致，得到球铁3，并且采用相同的方法进行表征，得到的球铁的参数如下表1所示。
实施例
23.除了采用c的质量为70%，其他的步骤与实施例一的实验步骤和方法保持一致，得到球铁4，并且采用相同的方法进行表征，得到的球铁的参数如下表1所示。
实施例
24.除了采用c的质量为50%，其他的步骤与实施例一的实验步骤和方法保持一致，得
到球铁5，并且采用相同的方法进行表征，得到的球铁的参数如下表1所示。由表1数据可得，本发明所得的低温球铁的冲击功可达13.8、抗拉强度为410，说明其具有良好的冲击功和抗拉强度。
25.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种低温球铁生产工艺，其特征在于，包括以下步骤；步骤一、将需要进行球墨铸铁回炉料、和冶炼原料，选择增碳剂为添加剂，并对选择的原料进行清洗除锈后，进行烘干处理；步骤二、在进行冶炼原料进行熔炼：将fe、废钢、s0、增碳剂、ti、c、si 和mg混合熔炼，熔炼温度为1800-1990℃，得铁液，静置，除渣处理，待铁液温度降至1300
±
5℃；步骤三、在进行熔炼脱硫处理将第一步配制好的原料放入冲天炉中熔炼成铁水，冲天炉中铁水的出铁温度控制在1450℃，采用多孔塞连续脱硫工艺，向脱硫包中连续加入为上述铁水重量3～5％的石灰脱硫剂，并从脱硫包底部经多孔塞吹入氮气进行搅拌，对上述铁水进行脱硫处理，使该铁水的含硫量控制在重量百分比0.02％以下；脱硫之后的铁水转入中频感应电炉中继续熔炼并保温；步骤四、在进行球化处理及孕育处理，取样检查译待铁水反应平静后搅拌并且扒渣取样，检查球化程度，球化完成则可进行浇铸球化孕育后进行浇铸，浇铸温度为1300-1450℃；步骤五、热处理，清理步骤四制备的铸件，将铸件放进退火炉中，随炉升温，升温速率采用100-150℃/h的范围进行调整，升温至720℃，保温2-4小时，然后炉冷至600℃出炉空冷。2.根据权利要求1所述的一种低温球铁生产工艺，其特征在于：所述步骤一还包括以下步骤；配料进行称取铁水冶炼原料：冶炼原料按重量百分含量由以下成分组成：fe36％-40％，废钢51％-55％，s0.71％-0.9％，ti0.3％-0.51％、c 5.13-6.6%、si 7.03-7.9%、mg 0.03-0.09%和增碳剂0.51％-0.7％。3.根据权利要求1所述的一种低温球铁生产工艺，其特征在于：所述步骤一还包括以下步骤；将铁水冶炼原料放入在中频炉进行冶炼，当冶炼温度达到1510℃-1530℃时，取样检测冶炼得到的铁水成分，根据取样检测结果，进行成分调整，使铁水中的c的质量含量为2.5％-3.0％、si的质量含量为0.5％-0.8％、mg 的质量含量为0.71％-0.9％，得到合格铁水，加入占铁水总质量0.09％-0.12％的增碳剂进行预孕育。4.根据权利要求1所述的一种低温球铁生产工艺，其特征在于：所述步骤四还包括以下步骤；球化处理和一次孕育处理，其中在球化过程中加入第一次孕育剂，加入球化剂，加入覆盖剂，夯实，并且倒入铁液，除渣，进而第二次孕育，加入二次孕育剂，除渣，浇注得铸件，浇注的同会随着倾倒的同时加入三次孕育剂。5.根据权利要求1所述的一种低温球铁生产工艺，其特征在于：所述步骤三四还包括以下步骤，进一步的将温度升至1470℃清除铁水表面的渣，取原铁水进行化学成分分析，测温，将温度升至1520℃～1650℃，再次加入ti、fe、钼、镍铜哈氏合金。6.根据权利要求1所述的一种低温球铁生产工艺，其特征在于：所述增碳剂为高温石墨化增碳剂，其中，c的质量含量≥99.5％，n和s的质量含量合计≤0.05％。7.根据权利要求1所述的一种低温球铁生产工艺，其特征在于：所述球化剂为qrmg8re3的粒度为10～30mm，其中粉状物含量小于重量百分比9％。

技术总结
本发明提供一种低温球铁生产工艺，涉及球墨铸铁技术领域。该一种低温球铁生产工艺，包括以下步骤；步骤一、将需要进行球墨铸铁回炉料、和冶炼原料，选择增碳剂为添加剂，并对选择的原料进行清洗除锈后，进行烘干处理；步骤二、在进行冶炼原料进行熔炼：将Fe、废钢、S0、增碳剂、Ti、C、Si和Mg混合熔炼，熔炼温度为1800-1990℃，得铁液，静置，除渣处理，待铁液温度降至1300


技术研发人员：高树海 高树进 刘少波 周晚林
受保护的技术使用者：盐城市震业机械有限公司
技术研发日：2023.05.08
技术公布日：2023/8/13