一种含钴球墨铸铁及其制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及铸铁冶炼技术领域，具体是一种含钴球墨铸铁及其制备方法。
【背景技术】
[0002]球墨铸铁是在发展起来的一种新型铸造金属材料，在国内外获得了广泛的应用，因球铁具有良好的铸造成形能力和$父尚的强度，球墨铸铁是20世纪五十年代在灰铸铁基础上发展起来的一种高强度铸铁材料，其综合性能接近于钢，己应用于铸造一些受力复杂、强度、韧性、弹性模量要求较高的零部件上，在许多工业领域已实现了以铁代钢。
[0003]但球墨铸铁在表面无耐磨涂层时，其耐磨性不如合金铸铁。如何提升球墨铸铁本身的耐磨性、耐热性、强度、塑性、冲击韧度和疲劳强度等性能的优化，需要使用钴等合金化的方法。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种含钴球墨铸铁及其制备方法。
[0005]本发明提供如下技术方案:
[0006]—种含钴球墨铸铁及其制备方法，其是由以下重量份数的原料组成:碳1.4-2.2%、硅2.3-3.5%、锰0.1-1.0%、镁0.08-0.1 %、钴1.2-1.5%、铬0.1-0.4%、铜0.2-1.0%、铈0.02-0.03%、磷0.01-0.04%、硫0.01-0.04%，余量为铁及不可避免的杂质。
[0007]—种含钴球墨铸铁及其制备方法，包括以下步骤:
[0008](I)原料熔炼:按预定配方称取含钴球墨生铁原料、回炉料、废钢，放置到高频炉中熔炼，熔炼过程中保证铁水温度为1480°C-1560°C，熔炼后检测铁水中各元素含量并调整各元素含量直至符合配方要求，加入适量碳化娃调整炉内碳、娃含量，待铁水包中铁水量达到所需重量时出铁进行球化处理；
[0009](2)球化处理:当铁水温度达到1530_1560°C，将铁水注入球化包，球化包底部预先放入有球化剂，球化剂加入量占注入球化包内铁水总质量的0.9-1.2%,完毕后对铁水进行扒渣；
[0010](3)孕育处理:铁水经球化和扒渣处理后，对球化过的铁水进行孕育和微合金化处理，当铁水温度降至1420-1470°C时，加入铁水质量0.8-1.0%、粒度为15-30毫米的锶硅孕育剂进行孕育处理；
[0011](4)铸造:将孕育处理后的铁水浇入铸型得到球墨铸铁铸件，墨铸铁铸件经开箱清砂处理后，在250-320°C进行去应力处理，保温时间8-10h，然后空冷至室温，即得到含钴球墨铸铁。
[0012]所述步骤(2)中球化剂由质量分数70%的稀土镁硅铁合金和30%镍镁合金组成。
[0013]所述步骤(2)中扒渣处理步骤为:在铁液中添加集渣剂，利用扒渣耙捞出浮渣。
[0014]所述步骤(3)中孕育剂的质量为铁水质量的0.8%。
[0015]与已有技术相比，本发明的有益效果:本发明的制备方法所制备的含钴球墨铸铁，球化率80%以上，使含钴球墨铸铁的疲劳强度、抗弯强度、弹性模量有一定程度的提高；同时加入适量的铬和铈，改良了球墨铸铁的成分，使球墨铸铁中碳化物形态获得了显著改善，从而提高了球墨铸铁的抗弯强度、冲击韧度、挠度、断面收缩率、断后伸长率和屈服强度。
【具体实施方式】
[0016]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。
[0017]实施例1一种含钴球墨铸铁及其制备方法，其是由以下重量份数的原料组成:碳1.4%、硅2.3%、锰0.1%、镁0.08%、钴1.2%、铬0.1%、铜0.2%、铈0.02%、磷0.01%、硫
0.01%，余量为铁及不可避免的杂质。
[0018]—种含钴球墨铸铁及其制备方法，包括以下步骤:
[0019](I)原料熔炼:按预定配方称取含钴球墨生铁原料、回炉料、废钢，放置到高频炉中熔炼，熔炼过程中保证铁水温度为1480°C-1560°C，熔炼后检测铁水中各元素含量并调整各元素含量直至符合配方要求，加入适量碳化娃调整炉内碳、娃含量，待铁水包中铁水量达到所需重量时出铁进行球化处理；
[0020](2)球化处理:当铁水温度达到1530_1560°C，将铁水注入球化包，球化包底部预先放入有球化剂，球化剂加入量占注入球化包内铁水总质量的0.9-1.2%,完毕后对铁水进行扒渣；
[0021](3)孕育处理:铁水经球化和扒渣处理后，对球化过的铁水进行孕育和微合金化处理，当铁水温度降至1420-1470°C时，加入铁水质量0.8-1.0%、粒度为15-30毫米的锶硅孕育剂进行孕育处理；
[0022](4)铸造:将孕育处理后的铁水浇入铸型得到球墨铸铁铸件，墨铸铁铸件经开箱清砂处理后，在250-320°C进行去应力处理，保温时间8-10h，然后空冷至室温，即得到含钴球墨铸铁。
[0023]所述步骤(2)中球化剂由质量分数70%的稀土镁硅铁合金和30%镍镁合金组成。
[0024]所述步骤(2)中扒渣处理步骤为:在铁液中添加集渣剂，利用扒渣耙捞出浮渣。
[0025 ]所述步骤(3)中孕育剂的质量为铁水质量的0.8%。
[0026]实施例2—种含钴球墨铸铁及其制备方法，其是由以下重量份数的原料组成:碳2.2%、硅3.5%、锰1.0%、镁0.1%、钴1.5%、铬0.4%、铜1.0%、铈-0.03%、磷0.04%、硫
0.04%，余量为铁及不可避免的杂质。
[0027]—种含钴球墨铸铁及其制备方法，包括以下步骤:
[0028](I)原料熔炼:按预定配方称取含钴球墨生铁原料、回炉料、废钢，放置到高频炉中熔炼，熔炼过程中保证铁水温度为1480°C-1560°C，熔炼后检测铁水中各元素含量并调整各元素含量直至符合配方要求，加入适量碳化娃调整炉内碳、娃含量，待铁水包中铁水量达到所需重量时出铁进行球化处理；
[0029](2)球化处理:当铁水温度达到1530_1560°C，将铁水注入球化包，球化包底部预先放入有球化剂，球化剂加入量占注入球化包内铁水总质量的0.9-1.2%,完毕后对铁水进行扒渣；
[0030](3)孕育处理:铁水经球化和扒渣处理后，对球化过的铁水进行孕育和微合金化处理，当铁水温度降至1420-1470°C时，加入铁水质量0.8-1.0%、粒度为15-30毫米的锶硅孕育剂进行孕育处理；
[0031](4)铸造:将孕育处理后的铁水浇入铸型得到球墨铸铁铸件，墨铸铁铸件经开箱清砂处理后，在250-320°C进行去应力处理，保温时间8-10h，然后空冷至室温，即得到含钴球墨铸铁。
[0032]所述步骤(2)中球化剂由质量分数70%的稀土镁硅铁合金和30%镍镁合金组成。
[0033]所述步骤(2)中扒渣处理步骤为:在铁液中添加集渣剂，利用扒渣耙捞出浮渣。
[0034]所述步骤(3)中孕育剂的质量为铁水质量的0.8%。
[0035]实施例3—种含钴球墨铸铁及其制备方法，其是由以下重量份数的原料组成:碳1.8%、硅2.6%、锰0.5%、镁0.09%、钴1.4%、铬0.3%、铜0.4%、铈0.03%、磷0.02%、硫
0.02%，余量为铁及不可避免的杂质。
[0036]—种含钴球墨铸铁及其制备方法，包括以下步骤:
[0037](I)原料熔炼:按预定配方称取含钴球墨生铁原料、回炉料、废钢，放置到高频炉中熔炼，熔炼过程中保证铁水温度为1480°C-1560°C，熔炼后检测铁水中各元素含量并调整各元素含量直至符合配方要求，加入适量碳化娃调整炉内碳、娃含量，待铁水包中铁水量达到所需重量时出铁进行球化处理；
[0038](2)球化处理:当铁水温度达到1530_1560°C，将铁水注入球化包，球化包底部预先放入有球化剂，球化剂加入量占注入球化包内铁水总质量的0.9-1.2%,完毕后对铁水进行扒渣；
[0039](3)孕育处理:铁水经球化和扒渣处理后，对球化过的铁水进行孕育和微合金化处理，当铁水温度降至1420-1470°C时，加入铁水质量0.8-1.0%、粒度为15-30毫米的锶硅孕育剂进行孕育处理；
[0040](4)铸造:将孕育处理后的铁水浇入铸型得到球墨铸铁铸件，墨铸铁铸件经开箱清砂处理后，在250-320°C进行去应力处理，保温时间8-10h，然后空冷至室温，即得到含钴球墨铸铁。
[0041]所述步骤(2)中球化剂由质量分数70%的稀土镁硅铁合金和30%镍镁合金组成。
[0042]所述步骤(2)中扒渣处理步骤为:在铁液中添加集渣剂，利用扒渣耙捞出浮渣。
[0043 ]所述步骤(3)中孕育剂的质量为铁水质量的0.8%。
[0044]对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于所述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是所述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
【主权项】
1.一种含钴球墨铸铁及其制备方法，其特征在于，其是由以下重量份数的原料组成:碳1.4-2.2%、硅2.3-3.5%、锰0.1-1.0%、镁0.08-0.1%、钴1.2-1.5%、铬0.1-0.4%、铜0.2-1.0%、铈0.02-0.03%、磷0.01-0.04%、硫0.01-0.04%，余量为铁及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的一种含钴球墨铸铁及其制备方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)原料熔炼:按预定配方称取含钴球墨生铁原料、回炉料、废钢，放置到高频炉中熔炼，熔炼过程中保证铁水温度为1480°C-1560°C，熔炼后检测铁水中各元素含量并调整各元素含量直至符合配方要求，加入适量碳化硅调整炉内碳、硅含量，待铁水包中铁水量达到所需重量时出铁进行球化处理； (2)球化处理:当铁水温度达到1530-1560°C，将铁水注入球化包，球化包底部预先放入有球化剂，球化剂加入量占注入球化包内铁水总质量的0.9-1.2%,完毕后对铁水进行扒渣； (3)孕育处理:铁水经球化和扒渣处理后，对球化过的铁水进行孕育和微合金化处理，当铁水温度降至1420-1470 °C时，加入铁水质量0.8-1.0%、粒度为15-30毫米的锶硅孕育剂进行孕育处理； (4)铸造:将孕育处理后的铁水浇入铸型得到球墨铸铁铸件，墨铸铁铸件经开箱清砂处理后，在250-320°C进行去应力处理，保温时间8-10h，然后空冷至室温，即得到含钴球墨铸铁。3.根据权利要求1或2所述的一种含钴球墨铸铁及其制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中球化剂由质量分数70 %的稀土镁硅铁合金和30 %镍镁合金组成。4.根据权利要求1或2所述的一种含钴球墨铸铁及其制备方法，其特征在于:所述步骤(2)中扒渣处理步骤为:在铁液中添加集渣剂，利用扒渣耙捞出浮渣。5.根据权利要求1或2所述的一种含钴球墨铸铁及其制备方法，其特征在于:所述步骤(3)中孕育剂的质量为铁水质量的0.8%。
【专利摘要】本发明公开了一种含钴球墨铸铁及其制备方法，其是由以下重量份数的原料组成：碳1.4?2.2％、硅2.3?3.5％、锰0.1?1.0％、镁0.08?0.1％、钴1.2?1.5％、铬0.1?0.4％、铜0.2?1.0％、铈0.02?0.03％、磷0.01?0.04％、硫0.01?0.04％，余量为铁及不可避免的杂质。与现有技术相比，本发明的制备方法所制备的含钴球墨铸铁，球化率80％以上，使含钴球墨铸铁的疲劳强度、抗弯强度、弹性模量有一定程度的提高；同时加入适量的铬和铈，改良了球墨铸铁的成分，使球墨铸铁中碳化物形态获得了显著改善，从而提高了球墨铸铁的抗弯强度、冲击韧度、挠度、断面收缩率、断后伸长率和屈服强度。
【IPC分类】C21C1/10, C22C37/04, C22C33/08, C22C37/10
【公开号】CN105714181
【申请号】CN201610108815
【发明人】梅百荣
【申请人】铜陵安东铸钢有限责任公司