高強度灰鑄鐵、鑄件及其制備方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及高強度灰鑄鐵領域，具體地，涉及一種高強度灰鑄鐵、鑄件以及該高強度灰鑄鐵的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]泵殼、容器、塔器、法蘭、填料箱本體及壓蓋、碳化塔、機床床身、立柱、氣缸、齒輪和硝化塔等生產(chǎn)原材料均為灰鑄鐵，由于現(xiàn)有灰鑄件的抗拉強度不高往往導致鑄件在加工成型時出現(xiàn)較高的報廢率，極大地增大了生產(chǎn)成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種高強度灰鑄鐵和其制備方法，由該高強度灰鑄鐵制備而成的鑄件具有優(yōu)異的機械性能。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種高強度灰鑄鐵的制備方法，所述制備方法包括:
[0005]I)將生鐵、廢鋼、回爐料、氧化銻、碳化硅、氧化鎳、氧化鈰和增碳劑在1200-1300°C下預熱的工序；
[0006]2)將預熱后的原料在1460_1470°C下熔融以制得鐵水的工序；
[0007]3)將硅鐵、硅鈣孕育劑、硅鍶孕育劑加入至所述鐵水中并攪拌以制得孕育鐵水的工序；
[0008]4)將高碳錳鐵在1490_1510°C下加入至所述孕育鐵水中并攪拌以制得高強度灰鑄鐵的工序。
[0009]本發(fā)明還提供了一種高強度灰鑄鐵，所述高強度灰鑄鐵是上述的方法制備而成。
[0010]本發(fā)明還提供了一種鑄件，所述鑄件由上述的高強度灰鑄鐵鑄造而成。
[0011]本發(fā)明提供的高強度灰鑄鐵具有優(yōu)異的抗拉強度和硬度，從而使得由該高強度灰鑄鐵制備而成的鑄件可以作為各類高強度、高沖擊機器模具。同時該高強度灰鑄鐵的制備方法簡單，原料易得。
[0012]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【具體實施方式】
[0013]以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0014]本發(fā)明還提供了一種高強度灰鑄鐵的制備方法，所述制備方法包括:
[0015]I)將生鐵、廢鋼、回爐料、氧化銻、碳化硅、氧化鎳、氧化鈰和增碳劑在1200-1300°C下預熱的工序；
[0016]2)將預熱后的原料在1460_1470°C下熔融以制得鐵水的工序；
[0017]3)將硅鐵、硅鈣孕育劑、硅鍶孕育劑加入至所述鐵水中并攪拌以制得孕育鐵水的工序；
[0018]4)將高碳錳鐵在1490_1510°C下加入至所述孕育鐵水中并攪拌以制得高強度灰鑄鐵的工序。
[0019]在本發(fā)明中，各原料的用量刻字寬的范圍內(nèi)選擇，為了使得制得高強度灰鑄鐵具有更優(yōu)異的機械性能，優(yōu)選地，相對于100重量份的生鐵，所述廢鋼的用量為135-145重量份，所述回爐料的用量為130-150重量份，所述增碳劑的用量為1-1.5重量份，所述硅鐵的用量為0.2-0.6重量份，所述硅鈣孕育劑的用量為0.5-1.5重量份，所述硅鍶孕育劑的用量為0.5-0.9重量份，所述高碳錳鐵的用量為2-3重量份，所述氧化銻的用量為0.2-0.3重量份，所述碳化硅的用量為0.1-0.25重量份，所述氧化鎳的用量為15-25重量份，所述氧化鈰的用量為0.5-1.5重量份。
[0020]在本發(fā)明中，所述生鐵可在寬的范圍內(nèi)選擇，可為牌號為Z18、Z14或Z22的生鐵，為了使得制得高強度灰鑄鐵具有更優(yōu)異的機械性能，優(yōu)選地，所述生鐵為牌號為Z18的生鐵。
[0021]在本發(fā)明中，所述廢鋼可為任意的廢棄鋼材，為了使得制得高強度灰鑄鐵具有更優(yōu)異的機械性能，優(yōu)選地，對于100重量份的廢鋼，所述廢鋼中含有0.2-0.4重量份的碳元素、0.1-0.4重量份的猛元素、0.01-0.02重量份的磷元素、余量的鐵元素以及不可避免的微量元素。
[0022]在本發(fā)明中，所述廢鋼可為任意的回爐料，為了使得制得高強度灰鑄鐵具有更優(yōu)異的機械性能，優(yōu)選地，相對于100重量份的回爐料，所述回爐料中含有3.6-3.8重量份的碳元素、2.3-2.8重量份的娃元素、0.05-0.1重量份的猛元素、0.01-0.03重量份的硫元素、
0.01-0.03重量份的磷元素、余量的鐵元素以及不可避免的微量元素。
[0023]在本發(fā)明中，硅鐵是本領域技術(shù)人員所熟知的用于阻止鐵中形成碳化物、促進石墨的析出和球化的助劑，硅鐵可以是市售的任意一種，為了使得制得高強度灰鑄鐵具有更優(yōu)異的機械性能，優(yōu)選地，所述硅鐵為牌號為FeSi90All.5或FeSi90A13的硅鐵。
[0024]在本發(fā)明中，高碳錳鐵是本領域技術(shù)人員所熟知的用于促進球墨鑄鐵中石墨結(jié)晶成球形的添加劑，硅鐵可以是市售的任意一種，為了使得制得高強度灰鑄鐵具有更優(yōu)異的機械性能，優(yōu)選地，所述高碳錳鐵為牌號為65或75的高碳錳鐵。
[0025]在本發(fā)明中，增碳劑是本領域技術(shù)人員所熟知的提高球墨鑄鐵中含碳量的助劑，硅鐵可以是市售的任意一種，為了使得制得高強度灰鑄鐵具有更優(yōu)異的機械性能，優(yōu)選地，所述增碳劑選自人造石墨、石油焦、微晶石墨、鱗片石墨、焦炭或無煙煤中的一種或多種。
[0026]在本發(fā)明中，所述增碳劑的粒徑可在寬的范圍內(nèi)選擇，為了使得制得高強度灰鑄鐵具有更優(yōu)異的機械性能，優(yōu)選地，所述增碳劑的粒徑為0.15-6.5mm。
[0027]本發(fā)明還提供了一種高強度灰鑄鐵，所述高強度灰鑄鐵是上述的方法制備而成。
[0028]本發(fā)明還提供了一種鑄件，所述鑄件由上述的高強度灰鑄鐵鑄造而成。
[0029]以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細描述。以下實施例中，抗拉強度和硬度參數(shù)通過GB 9439-88的方法測得。
[0030]生鐵為杭州基惠金屬材料有限公司牌號為Z18的市售品，廢鋼是聊城市德昌鋼管有限公司的產(chǎn)品，回爐料是莒南縣天源鋼鍶制品廠的產(chǎn)品，增碳劑是濟源市澳鑫貿(mào)易有限公司的焦炭，硅鐵是安陽華拓冶金有限責任公司牌號為FeSi90All.5或FeSi90A13的產(chǎn)品，硅鈣孕育劑是安陽市鐵發(fā)冶金耐材有限公司的產(chǎn)品，硅鍶孕育劑是常州市潤良鐵合金有限公司的產(chǎn)品，高碳錳鐵是湘潭偉鑫錳制品有限公司牌號為65的產(chǎn)品，氧化鎳是太倉市玉河化學試劑有限公司的產(chǎn)品，氧化鈰是深圳晶材化工有限公司的產(chǎn)品，氧化銻是益陽閃星銻業(yè)有限公司的產(chǎn)品，碳化硅是鞏義市北山口建國磨具磨料廠的產(chǎn)品。
[0031]實施例1
[0032]首先將牌號為Z18的生鐵100kg、廢鋼140kg、回爐料140kg、氧化鎳20kg、氧化鈰0.8kg、氧化銻0.25kg、碳化硅0.15kg和焦炭1.3kg在1250°C下預熱30min ;接著將預熱后的原料在1465°C下熔融以制得鐵水；然后將牌號為FeSi90All.5的硅鐵0.4kg、硅鈣孕育劑0.9kg、硅鍶孕育劑0.7kg加入至所述鐵水中并攪拌以制得孕育鐵水；最后將牌號為65的高碳錳鐵2.5kg在1500°C下加入至所述孕育鐵水中并攪拌以制得高強度灰鑄鐵。
[0033]其中，所述廢鋼中含有0.3重量％的碳元素、0.3重量％的錳元素、0.01重量％的磷元素、余量的鐵元素以及不可避免的微量元素；所述回爐料中含有3.7重量％的碳元素、2.5重量％的娃元素、0.07重量％的猛元素、0.02重量％的硫元素、0.02重量％的磷元素、余量的鐵元素以及不可避免的微量元素。焦炭的粒徑為0.4_。
[0034]該高強度灰鑄鐵的抗拉強度為267MPa，硬度為217HB。
[0035]實施例2
[0036]首先將牌號為Z18的生鐵100kg、廢鋼135kg、回爐料130kg、氧化鎳15kg、氧化鈰0.5kg、氧化鋪0.2kg、碳化娃0.1kg和焦炭Ikg在1250°C下預熱30min ;接著將預熱后的原料在1460°C下熔融以制得鐵水；然后將牌號為FeSi90All.5的硅鐵0.2kg、硅鈣孕育劑
0.5kg、硅鍶孕育劑0.5kg加入至所述鐵水中并攪拌以制得孕育鐵水；最后將牌號為65的高碳錳鐵2kg在1490°C下加入至所述孕育鐵水中并攪拌以制得高強度灰鑄鐵。
[0037]其中，所述廢鋼中含有0.3重量％的碳元素、0.3重量％的錳元素、0.01重量％的磷元素、余量的鐵元素以及不可避免的微量元素；所述回爐料中含有3.7重量％的碳元素、2.5重量％的娃元素、0.07重量％的猛元素、0.02重量％的硫元素、0.02重量％的磷元素、余量的鐵元素以及不可避免的微量元素。焦炭的粒徑為0.4_。
[0038]該高強度灰鑄鐵的抗拉強度為265MPa，硬度為212HB。
[0039]實施例3
[0040]首先將牌號為Z18的生鐵100kg、廢鋼145kg、回爐料150kg、氧化鎳25kg、氧化鈰
1.5kg、氧化銻0.3kg、碳化硅0.25kg和焦炭1.5kg在1250