矿山桥用厚大断面球墨铸铁及其生产方法
【专利摘要】本发明公开了一种矿山桥用厚大断面球墨铸铁，其化学组成成分按重量百分比为：碳C 3.65～3.8%，硅Si 2.5～2.6%，锰Mn0.4～0.45%，铜Cu 0.4～0.45%，镁Mg 0.035～0.06%,硫S≤0.020%,磷P≤0.050%，铼Re 0.02～0.035%，基体为铁素体加上珠光体，珠光体占基体总量的40～60%，其余为铁素体。其生产方法如下：采用呋喃树脂砂进行造型，中频电炉熔炼,通过严格控制铸件化学成分、金相基体、铸件打箱时间及打箱温度，来控制铸件达到稳定硬度，且表层硬度及铸件内部硬度数值悬殊不大，易于加工控制，不会导致加工过程铸件里层硬度由于过高而打刀或者刀片磨损消耗量大的现象，稳定的硬度数值给国内外客户带来稳定的加工工艺，可以降低企业生产成本，有利于市场竞争。
【专利说明】
矿山桥用厚大断面球墨铸铁及其生产方法
[0001 ] 技术领域:
本发明涉及一种球墨铸铁的生产方法，特别是涉及一种矿山桥用厚大断面球墨铸铁及其生产方法，通过控制表面及内部悬殊差距不大的硬度，来满足厚大铸件球墨铸铁矿山桥的性能要求。
[0002]【背景技术】:
随着我国工业的发展，用于工程的矿山车需求量越来越大，质量要求日益增高，尤其在铸件的硬度方面，必须具备稳定的硬度数值，且表层硬度与铸件内部硬度悬殊不能过大，因为这种矿山桥铸件需要承受较大的承重力，若硬度过高，极易降低使用寿命，硬度表层与内部硬度值数值悬殊过大，使用过程极易断裂，这种厚大断面的矿山桥因为重量在500?800kg，外轮廓尺寸在3000X、700X、600mm左右，年需求量较小，也没有合适的生产线能生产，一般采取的都是树脂砂造型工艺，因铸件壁厚厚大，铸件表层最先凝固，细化晶粒，增强铁素体的形成，故表层硬度较低，铸件内部硬度较高，硬度数值差别过大。由于开发试验成本较高，同时还要兼顾到生产成本，这也是很多铸造厂家难易制定出稳定的、可控制硬度的工艺方法。目前市场上的球墨铸铁，其硬度均达不到矿山桥铸件对硬度的要求。
[0003]
【发明内容】
:
本发明所要解决的技术问题:克服现有技术的不足，提供一种矿山桥用厚大断面球墨铸铁及其生产方法，所生产出来的球墨铸铁其表层与内部硬度数值悬殊差距不大，可以充分满足厚大铸件矿山桥的要求硬度。
[0004]本发明为解决技术问题所采取的技术方案是:
一种矿山桥用厚大断面球墨铸铁，其化学组成成分按重量百分比为:碳C 3.65?3.8%，硅Si 2.5?2.6%，锰Μη0.4?0.45%，铜Cu 0.4?0.45%，镁Mg 0.035?0.06%,硫S<0.020%,磷P < 0.050%，铼Re 0.02?0.035%，基体为铁素体加上珠光体，珠光体占基体总量的40?60%，其余为铁素体。
[0005]所述的矿山桥用厚大断面球墨铸铁的生产方法，其具体工艺流程如下:
Α、造型作业:采用呋喃低氮树脂砂，擦洗砂为普通的粒度40?70目的硅砂，固化剂用磺酸固化剂，呋喃低氮树脂砂的加入量是擦洗砂加入量的0.9?1.1%，磺酸固化剂的加入量为咲喃树脂砂的40?50%，用尚耐火醇基防渗硫炉料对所有铁液接触的部位进彳丁刷涂，用天然气对型芯型腔进行烘烤，要求型芯型腔排气良好，合箱间隙不超过0.8mm ;
B、中频电炉熔化作业:采用5吨电炉持续熔化，要求熔炼过程加料顺序为生铁、回炉料、废钢，回炉料只能使用本身废品及浇冒口，废钢只能使用碳素废钢，铁水化学成分严格按照配比要求来调整与控制；
C、光谱成分分析:5吨中频电炉升温稳定后，将取样勺在铁水中搅动，充分
预热后，插入铁水150mm以下深处取样进行光谱分析;如果成分有偏差，则在电炉内进行调整，直至满足步骤“B”所规定成分;成分合格后将铁液倒入球化包内准备球化处理；
D、球化处理:铁水出炉温度为1480?1520°C，铁水包在球化处理前用高温铁水烫包I?2次，出炉前铁水扒渣:在铁水表面撒一层积渣剂，待熔融后进行扒渣，扒渣I?2次;球化反应时间控制在50?90秒之内；球化后再次进行铁水扒渣:开始先将浮渣扒掉，然后在铁水表面撒一层积渣剂，待熔融后进行扒渣，扒渣I?2次；
E、浇注过程:浇注温度1375-1340V，每包测量首尾箱温度，温度超出1375 V时，需降温处理;温度小于1340°C时，需回炉升温;浇注时应平缓、无断流，满杯浇注，点火引气，每包铁水浇注时间<8分钟，每箱浇注时间为40?50S，浇注过程每箱需要做随流孕育，采取含钡Ba的高效孕育剂，粒度为0.2?0.8，孕育剂的加入量为铁水重量的0.15?0.20%;
F、铸件打箱时间:浇注结束3.5?4小时打箱，打箱过程用红外测温枪来检测铸件表面与大气接触温度，温度在600?650°C时方可打箱，打箱后进行球化率和基体的检测，要求球化率2 85，基体中:要求珠光体占基体总量的40?60%，其余为铁素体；
G、铸件经检测合格后进入清理抛丸工序，清理抛丸后，对铸件本体进行硬度检测，要求表层硬度在187?227HB、内部硬度在200?237HB，符合硬度要求的铸件入库储存备用。
[0006]在步骤“A”中，所述呋喃低氮树脂砂的理化指标为:含氮量0.5?2.0%，在常温下粘S <60 mPa.S、密度1.10?1.25 g/cm3，游离甲醛< 0.1%，游离酚< 0.3%，常温抗拉强度21.5Mpa ο
[0007]本发明的积极有益效果如下:
1、本发明的生产工艺方法，通过采用合理区间的化学成分组成、金相基体、铸件的打箱时间以及打箱温度来进行有效控制，具备稳定的连续生产能力，可以充分满足市场矿山车对硬度的需求。
[0008]2、本发明所生产的铸件，表层硬度与铸件内部硬度数值悬殊数值不大，客户易于加工控制，不会导致客户加工过程铸件里层硬度由于过高而打刀或者刀片磨损消耗量大这种情况的发生，硬度数值过程能力稳定，稳定的硬度数值给国内外客户带来稳定的加工工艺，可以降低企业生产成本，有利于市场竞争。
[0009]【具体实施方式】:
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释和说明:
实施例:一种矿山桥用厚大断面球墨铸铁，其化学组成成分按重量百分比为:碳C 3.65?3.8%JiSi 2.5?2.6%，锰Μη0.4?0.45%，铜Cu 0.4?0.45%，镁Mg 0.035?0.06%,硫S<
0.020%，磷P < 0.050%，铼Re 0.02?0.035%，基体为铁素体加上珠光体，珠光体占基体总量的40?60%，其余为铁素体。
[0010]上面所述的矿山桥用厚大断面球墨铸铁的生产方法，其具体工艺流程如下:
Α、造型作业:采用呋喃低氮树脂砂，擦洗砂为普通的粒度40?70目的硅砂，固化剂用磺酸固化剂，呋喃低氮树脂砂的加入量是擦洗砂加入量的0.9?1.1%，磺酸固化剂的加入量为咲喃树脂砂的40?50%，用尚耐火醇基防渗硫炉料对所有铁液接触的部位进彳丁刷涂，用天然气对型芯型腔进行烘烤，要求型芯型腔排气良好，合箱间隙不超过0.8mm ;
B、中频电炉熔化作业:采用5吨电炉持续熔化，要求熔炼过程加料顺序为生铁、回炉料、废钢，回炉料只能使用本身废品及浇冒口，废钢只能使用碳素废钢，铁水化学成分严格按照配比要求来调整与控制；
C、光谱成分分析:5吨中频电炉升温稳定后，将取样勺在铁水中搅动，充分
预热后，插入铁水150mm以下深处取样进行光谱分析;如果成分有偏差，则在电炉内进行调整，直至满足步骤“B”所规定成分;成分合格后将铁液倒入球化包内准备球化处理； D、球化处理:铁水出炉温度为1480?1520°C，铁水包在球化处理前用高温铁水烫包I?2次，出炉前铁水扒渣:在铁水表面撒一层积渣剂，待熔融后进行扒渣，扒渣I?2次;球化反应时间控制在50?90秒之内；球化后再次进行铁水扒渣:开始先将浮渣扒掉，然后在铁水表面撒一层积渣剂，待熔融后进行扒渣，扒渣I?2次；
E、浇注过程:浇注温度1375-1340V，每包测量首尾箱温度，温度超出1375 V时，需降温处理;温度小于1340°C时，需回炉升温;浇注时应平缓、无断流，满杯浇注，点火引气，每包铁水浇注时间<8分钟，每箱浇注时间为40?50S，浇注过程每箱需要做随流孕育，采取含钡Ba的高效孕育剂，粒度为0.2?0.8，孕育剂的加入量为铁水重量的0.15?0.20%;
F、铸件打箱时间:浇注结束3.5?4小时打箱，打箱过程用红外测温枪来检测铸件表面与大气接触温度，温度在600?650°C时方可打箱，打箱后进行球化率和基体的检测，要求球化率2 85，基体中:要求珠光体占基体总量的40?60%，其余为铁素体；
G、铸件经检测合格后进入清理抛丸工序，清理抛丸后，对铸件本体进行硬度检测，要求表层硬度在187?227HB、内部硬度在200?237HB，符合硬度要求的铸件入库储存备用。
[0011 ]在步骤“A”中，所述呋喃低氮树脂砂的理化指标为:含氮量0.5?2.0%，在常温下粘S <60 mPa.S、密度1.10?1.25 g/cm3，游离甲醛< 0.1%，游离酚< 0.3%，常温抗拉强度2
1.5Mpa ο
[0012]本发明所生产的铸件，表层硬度与铸件内部硬度数值悬殊数值不大，客户易于加工控制，不会导致客户加工过程铸件里层硬度由于过高而打刀或者刀片磨损消耗量大的现象，硬度数值过程能力稳定，稳定的硬度数值给国内外客户带来稳定的加工工艺，可以降低企业生产成本，有利于市场竞争。
【主权项】
1.一种矿山桥用厚大断面球墨铸铁，其特征在于:其化学组成成分按重量百分比为:碳C 3.65?3.8%，硅Si 2.5?2.6%，锰Μη0.4?0.45%，铜Cu 0.4?0.45%，镁Mg 0.035?0.06%,硫S < 0.020%，磷P < 0.050%，铼Re 0.02?0.035%，基体为铁素体加上珠光体，珠光体占基体总量的40?60%，其余为铁素体。2.权利要求1所述的矿山桥用厚大断面球墨铸铁的生产方法，其具体工艺流程如下: Α、造型作业:采用呋喃低氮树脂砂，擦洗砂为普通的粒度40?70目的硅砂，固化剂用磺酸固化剂，呋喃低氮树脂砂的加入量是擦洗砂加入量的0.9?1.1%，磺酸固化剂的加入量为咲喃树脂砂的40?50%，用尚耐火醇基防渗硫炉料对所有铁液接触的部位进彳丁刷涂，用天然气对型芯型腔进行烘烤，要求型芯型腔排气良好，合箱间隙不超过0.8mm ; B、中频电炉熔化作业:采用5吨电炉持续熔化，要求熔炼过程加料顺序为生铁、回炉料、废钢，回炉料只能使用本身废品及浇冒口，废钢只能使用碳素废钢，铁水化学成分严格按照配比要求来调整与控制； C、光谱成分分析:5吨中频电炉升温稳定后，将取样勺在铁水中搅动，充分 预热后，插入铁水150mm以下深处取样进行光谱分析;如果成分有偏差，则在电炉内进行调整，直至满足步骤“B”所规定成分;成分合格后将铁液倒入球化包内准备球化处理； D、球化处理:铁水出炉温度为1480?1520°C，铁水包在球化处理前用高温铁水烫包I?2次，出炉前铁水扒渣:在铁水表面撒一层积渣剂，待熔融后进行扒渣，扒渣I?2次;球化反应时间控制在50?90秒之内；球化后再次进行铁水扒渣:开始先将浮渣扒掉，然后在铁水表面撒一层积渣剂，待熔融后进行扒渣，扒渣I?2次； E、浇注过程:浇注温度1375-1340V，每包测量首尾箱温度，温度超出1375°C时，需降温处理;温度小于1340°C时，需回炉升温;浇注时应平缓、无断流，满杯浇注，点火引气，每包铁水浇注时间<8分钟，每箱浇注时间为40?50S，浇注过程每箱需要做随流孕育，采取含钡Ba的高效孕育剂，粒度为0.2?0.8，孕育剂的加入量为铁水重量的0.15?0.20%; F、铸件打箱时间:浇注结束3.5?4小时打箱，打箱过程用红外测温枪来检测铸件表面与大气接触温度，温度在600?650°C时方可打箱，打箱后进行球化率和基体的检测，要求球化率2 85，基体中:要求珠光体占基体总量的40?60%，其余为铁素体； G、铸件经检测合格后进入清理抛丸工序，清理抛丸后，对铸件本体进行硬度检测，要求表层硬度在187?227HB、内部硬度在200?237HB，符合硬度要求的铸件入库储存备用。3.根据权利要求1所述的矿山桥用厚大断面球墨铸铁的生产方法，其特征在于:在步骤“A”中，所述呋喃低氮树脂砂的理化指标为:含氮量0.5?2.0%，在常温下粘度<60 mPa.S、密度1.10?1.25 g/cm3，游离甲醛< 0.1%，游离酚< 0.3%，常温抗拉强度2 1.5Mpa。
【文档编号】B22D31/00GK105838974SQ201610208784
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年4月6日
【发明人】段利鹏, 王振鑫, 郭发玉
【申请人】欧玛(中国)汽车部件有限公司