一種厚大斷面球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及鑄造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種厚大斷面球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 厚大斷面球墨鑄鐵件主要針對壁厚多60mm的鑄件，此類鑄件冷卻條件惡劣，容易 造成鑄件厚壁中心或熱節(jié)石墨畸變，石墨球數(shù)減少，組織粗大和石墨漂浮等問題，導(dǎo)致鑄件 的力學(xué)性能下降，出現(xiàn)較多的廢品。廢品高導(dǎo)致成本增加，利潤降低，回報減少等諸多問題， 造成惡性循環(huán)，使鑄件質(zhì)量在較低層次徘徊。
[0003] 隨著球鐵生產(chǎn)技術(shù)的不斷改進(jìn)與提高，球墨鑄鐵件在制造業(yè)中得到了越來越廣泛 的應(yīng)用。變質(zhì)處理過程是生產(chǎn)球墨鑄鐵件的關(guān)鍵工序之一，其處理工藝直接影響球墨鑄鐵 的質(zhì)量。國內(nèi)外鑄造工作者一直注重球化劑及球化處理工藝的開發(fā)與應(yīng)用研宄，開發(fā)出了 許多方法，主要有：鐘罩法、壓力加鎂法、沖入法和喂線法等。其中沖入法的應(yīng)用最為廣泛。 沖入法操作簡單，容易掌握，但有許多不足之處：（1)操作過程影響因素多，穩(wěn)定性差，球化 不良現(xiàn)象時有發(fā)生；（2)造渣量多，影響鑄件的綜合性能；（3)工作環(huán)境差，煙塵多，鎂光 大。近年來，國內(nèi)、外一些鑄造廠家開始進(jìn)行喂線變質(zhì)處理球鐵技術(shù)的研宄、開發(fā)與應(yīng)用， 喂線變質(zhì)處理工藝能夠提高回爐料用量，降低生產(chǎn)成本，提高勞動效率，但是因喂線工藝不 當(dāng)，還是存在墨球數(shù)少，球化不均勻等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中球墨鑄鐵材料預(yù)處理工藝存在的問題，提供一種厚大斷面 球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法，以提高球鐵鐵水預(yù)處理的質(zhì)量，從而提高厚大斷面球鐵件的鑄件質(zhì) 量，降低廢品率。
[0005] 本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，一種厚大斷面球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法，包括如下過 程： 1) 鐵水熔煉依次連續(xù)向熔煉爐中加入廢鋼、回爐料和球生鐵，保持爐內(nèi)連續(xù)不間斷的 有鐵水熔化，最終爐內(nèi)原鐵水的質(zhì)量組份為：C :3· 5%?3. 8%，Si : 1. 8%?2. 3%，Mn彡0. 3%， P彡0.05%，S彡0.03%，將最終鐵水在1470° -1490°的過熱溫度下保持3 - 5min; 2) 在澆包內(nèi)加入0. 2~0. 4%的SiC對鐵水進(jìn)行預(yù)處理； 3) 將鐵水移入澆包內(nèi)，澆包的高徑比要大于1. 2,將澆包移至喂線機(jī)； 4) 對澆包內(nèi)鐵水在1400° -1440°溫度范圍內(nèi)進(jìn)行喂線處理，喂線處理的包芯線包括 孕育包芯線和球化包芯線，所述孕育包芯線和球化澆包線的喂線速度為0. 4~0. 5倍澆包內(nèi) 鐵液高度，包芯線均勻喂入澆包內(nèi)鐵水液面底部；所述孕育包芯線的總喂線長度為使孕育 包芯線內(nèi)的芯粉重量為鐵為重量的0. 35 - 0. 4%，所述球化包芯線喂入鐵入內(nèi)球化結(jié)束后， 使最終鐵水中殘余鎂含量為〇. 035- 0. 055%。
[0006] 5)將步驟4)喂線處理后的鐵水扒渣處理后進(jìn)行鑄件澆注，澆注鑄件時，隨鐵水流 均勻的加入0. 1~〇. 3%粒度為0. 3~1. Omm的Si-Ba孕育劑進(jìn)行瞬時孕育。
[0007] 為進(jìn)一步保證球化和孕育的均勻性并縮短喂線處理的時間，所述步驟4)中喂線處 理時，根據(jù)處理鐵水的量采用單線喂線、雙線喂線或三喂線。
[0008] 作為本發(fā)明的又一步改進(jìn)，所述孕育包芯線的芯粉為Si-Ba孕育劑，其中質(zhì)量含 量為：Si 68-72%，Ba 2. 5-6. 7%，All. 0-1. 5%, CaL 0-1. 3%, Mg 彡 0· 25, RE 彡 0· 5%，余 量為鐵；所述球化包芯線的芯粉為稀土鎂合金，其中質(zhì)量含量為Si 34- 48%，Mg28- 30%， All. 0 - I. 5%, CaL 0-5. 0%，RE0. 8-2. 7%，余量為鐵。
[0009] 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選，所述孕育包芯線和球化包芯線采用厚度為0. 3 - 0. 5mm 碳鋼包覆，所述孕育包芯線和球化包芯線的線徑為Φ9- Φ 16mm。本發(fā)明的包芯線的選用主 要根據(jù)澆包中處理的鐵水的重量有關(guān)，具體包芯線的線徑規(guī)格可以制成Φ 9、Φ 13和Φ 16， 具體線徑根據(jù)處理鐵水的量進(jìn)行選擇，當(dāng)處理鐵水的量小于2噸時，包芯線徑選擇Φ 9,處 理鐵水重量大于10噸，選擇Φ 16,在2噸~10噸范圍內(nèi)的，選擇Φ 13的。不同線徑的包芯 線單位長度的芯粉重量為，Φ 13的球化包芯線，單位長度芯粉重量不小于200g/m，Φ 16的 球化線不小于300 g/m，Φ9的不小于100 g/m;對于孕育包芯線，Φ 13的單位長度芯粉重 量不小于240 g/m，Φ16不小于360 g/m，Φ9不小于120 g/m。
[0010] 本發(fā)明的厚大斷面球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法，將預(yù)處理技術(shù)與喂線法相結(jié)合，在澆注 時進(jìn)行同步瞬時孕育。出鐵前在澆包內(nèi)加入〇.2~0. 4%的SiC對鐵水進(jìn)行預(yù)處理。在喂線 過程中，孕育包芯線和球化包芯線以設(shè)定的速度均勻的喂入鐵水內(nèi)部，使孕育包芯線和球 化包芯線在澆包底部與鐵水發(fā)生反應(yīng)，使球化劑中的鎂蒸汽與澆包內(nèi)的鐵水充分接觸，保 證了球化劑中Mg和稀土元素的吸收率，由于球化時鐵水的攪拌作用，保證了球化、孕育的 均勻性，在澆注鑄件時，隨鐵水流均勻的加入0. 1~〇. 3%粒度為0. 3~1. Omm的Si-Ba孕育 劑進(jìn)行瞬時孕育，提高孕育效果，增加形核核心，使本發(fā)明的球墨鑄鐵的球化率達(dá)到95%以 上，石墨球數(shù)量達(dá)到130個/mm2以上。同時本發(fā)明的球墨鑄鐵生產(chǎn)方法，與現(xiàn)有技術(shù)中的 其它變質(zhì)處理工藝相比，使包內(nèi)預(yù)處理技術(shù)、喂線技術(shù)和瞬時孕育工藝有機(jī)結(jié)合，改善了厚 大斷面球墨鑄鐵的球化、孕育效果，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0011] 圖1為各實施例中澆注產(chǎn)品附鑄試塊的尺寸示意圖。
[0012] 圖2為實施例1中的試件1的石墨形態(tài)和金相織圖。
[0013] 圖3為實施例2中的試件2的石墨形態(tài)和金相織圖。
[0014] 圖4為實施例3中的試件3的石墨形態(tài)和金相織圖。
【具體實施方式】
[0015] 以下實施例為分別采用本發(fā)明的方法處理球墨鑄鐵液，然后澆注附鑄如圖1所示 的Y75試塊的鑄件，并對試塊的力學(xué)性能和金相組織進(jìn)行分析對比。
[0016] 實施例1 本發(fā)明的厚大斷面球墨鑄鐵的生產(chǎn)方法具體過程如下。
[0017] 1)鐵水熔煉依次連續(xù)向熔煉爐中加入廢鋼、回爐料和生鐵料，保持爐內(nèi)連續(xù)不間 斷的有鐵水熔化，使最終爐內(nèi)原鐵水的質(zhì)量組份為：C :3. 5, Si :1. 8%，Mn :0. 3%，P :0. 04%， S :0. 02%，其余為鐵，將上述最終鐵水在1470° -1490°的過熱溫度下保持3 - 5min ; 2) 在澆包內(nèi)加入8kg的SiC對鐵水進(jìn)行預(yù)處理； 3) 將鐵水移入澆包內(nèi)，澆包的高徑比為1. 25,鐵水的重量為4t，鐵水的液面高度為 〇· 9m，再將澆包移至喂線機(jī)旁； 4) 當(dāng)澆包內(nèi)鐵水溫度降到1430~140°時，開啟喂線機(jī)，向鐵水內(nèi)喂入孕育包芯線和球 化包芯線，其