高韧性球墨铸铁及其制备方法和应用.pdf

本发明公开了一种高韧性球墨铸铁及其制备方法和应用，其中，所述制备方法包括：(1)将球铁、废钢、铁粉、锰粉、铜粉和钡粉混合后进行熔炼，得到混合物M1；(2)向混合物M1中加入孕育剂和球化剂，得到球墨铸铁；其中，相对于100重量份的所述球铁，所述废钢的用量为10-60重量份，所述铁粉的用量为1-20重量份，所述锰粉的用量为1-20重量份，所述铜粉的用量为1-10重量份，所述钡粉的用量为0.5-5重量份，所述孕育剂的用量为0.5-5重量份，所述球化剂的用量为0.5-5重量份。通过上述设计，使得制得的球墨铸铁具有良好的使用性能，大大增加了其韧性，使得其伸长率得到了有效的提高，大大增加了其使用范围。

权利要求书
1.  一种高韧性球墨铸铁的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：
(1)将球铁、废钢、铁粉、锰粉、铜粉和钡粉混合后进行熔炼，得到混合物M1；
(2)向混合物M1中加入孕育剂和球化剂，得到球墨铸铁；其中，
相对于100重量份的所述球铁，所述废钢的用量为10-60重量份，所述铁粉的用量为1-20重量份，所述锰粉的用量为1-20重量份，所述铜粉的用量为1-10重量份，所述钡粉的用量为0.5-5重量份，所述孕育剂的用量为0.5-5重量份，所述球化剂的用量为0.5-5重量份。

2.  根据权利要求1所述的制备方法，其中，相对于100重量份的所述球铁，所述废钢的用量为30-50重量份，所述铁粉的用量为5-15重量份，所述锰粉的用量为5-15重量份，所述铜粉的用量为3-7重量份，所述钡粉的用量为1-3重量份，所述孕育剂的用量为1-3重量份，所述球化剂的用量为1-3重量份。

3.  根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，步骤(1)中的熔炼温度为1300-1800℃。

4.  根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述铁粉、所述锰粉、所述铜粉和所述钡粉的粒径不大于0.5mm。

5.  根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述球铁中硅的含量为1.0-1.4重量％。

6.  根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述孕育剂为硅铁孕 育剂、硅钡孕育剂和稀土孕育剂中的一种或多种。

7.  根据权利要求1或2所述的制备方法，其中，所述球化剂为含镁量为6-9重量％的球化剂类型。

8.  一种根据权利要求1-8中任意一项所述的制备方法制得的高韧性球墨铸铁。

9.  一种根据权利要求8所述的高韧性球墨铸铁的应用。

说明书高韧性球墨铸铁及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及球墨铸铁的生产制造领域，具体地，涉及一种高韧性球墨铸铁及其制备方法和应用。
背景技术
球墨铸铁在日常生产中作为一种常用的铸造材料，其使用范围极为广泛，也因其较好的使用性能使其在生产中得到有效的应用。但是，球墨铸铁因其自身特性，使得其在实际使用过程中因韧性较差而极易出现损坏。
因此，提供一种具有较高的韧性，大大增加其使用范围的高韧性球墨铸铁及其制备方法是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述现有技术，本发明的目的在于克服现有技术中球墨铸铁韧性较差，使用时极易出现损坏的问题，从而提供一种具有较高的韧性，大大增加其使用范围的高韧性球墨铸铁及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明提供了一种高韧性球墨铸铁的制备方法，其中，所述制备方法包括：
(1)将球铁、废钢、铁粉、锰粉、铜粉和钡粉混合后进行熔炼，得到混合物M1；
(2)向混合物M1中加入孕育剂和球化剂，得到球墨铸铁；其中，
相对于100重量份的所述球铁，所述废钢的用量为10-60重量份，所述铁粉的用量为1-20重量份，所述锰粉的用量为1-20重量份，所述铜粉的用量为1-10重量份，所述钡粉的用量为0.5-5重量份，所述孕育剂的用量为0.5-5 重量份，所述球化剂的用量为0.5-5重量份。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的高韧性球墨铸铁。
本发明还提供了一种上述所述的高韧性球墨铸铁的应用。
通过上述技术方案，本发明通过将球铁、废钢、铁粉、锰粉、铜粉和钡粉以一定比例进行混合，而后向上述混合物中加入孕育剂和球化剂进行反应，进而使得制得的球墨铸铁具有良好的使用性能，大大增加了其韧性，使得其伸长率得到了有效的提高，大大增加了其使用范围。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种高韧性球墨铸铁的制备方法，其中，所述制备方法包括：
(1)将球铁、废钢、铁粉、锰粉、铜粉和钡粉混合后进行熔炼，得到混合物M1；
(2)向混合物M1中加入孕育剂和球化剂，得到球墨铸铁；其中，
相对于100重量份的所述球铁，所述废钢的用量为10-60重量份，所述铁粉的用量为1-20重量份，所述锰粉的用量为1-20重量份，所述铜粉的用量为1-10重量份，所述钡粉的用量为0.5-5重量份，所述孕育剂的用量为0.5-5重量份，所述球化剂的用量为0.5-5重量份。
上述设计通过将球铁、废钢、铁粉、锰粉、铜粉和钡粉以一定比例进行混合，而后向上述混合物中加入孕育剂和球化剂进行反应，进而使得制得的球墨铸铁具有良好的使用性能，大大增加了其韧性，使得其伸长率得到了有效的提高，大大增加了其使用范围。
为了使得制得的球墨铸铁具有更高的韧性，使其使用性能更好，在本发明的一种优选的实施方式中，相对于100重量份的所述球铁，所述废钢的用量为30-50重量份，所述铁粉的用量为5-15重量份，所述锰粉的用量为5-15重量份，所述铜粉的用量为3-7重量份，所述钡粉的用量为1-3重量份，所述孕育剂的用量为1-3重量份，所述球化剂的用量为1-3重量份。
步骤(1)中的熔炼过程可以按照本领域常规使用的方式进行，熔炼温度也可以不作进一步限定，只要使得其达到有效的混合熔炼即可，当然，为了保证熔炼质量，在本发明的一种更为优选的实施方式中，步骤(1)中的熔炼温度可以设置为1300-1800℃。
所述铁粉、所述锰粉、所述铜粉和所述钡粉可以为常规市售品，当然，为了使得熔炼混合效果更好，在本发明的一种更为优选的实施方式中，所述铁粉、所述锰粉、所述铜粉和所述钡粉的粒径可以进一步限定为不大于0.5mm。
所述球铁可以为本领域常规使用的球铁类型，例如，在本发明的一种优选的实施方式中，为了使得制得的球墨铸铁具有更高的韧性，所述球铁中硅的含量为1.0-1.4重量％。
所述孕育剂可以为本领域常规使用的孕育剂类型，例如，在本发明的一种更为优选的实施方式中，所述孕育剂可以选择为硅铁孕育剂、硅钡孕育剂和稀土孕育剂中的一种或多种。
所述球化剂可以为常规球化剂类型，例如，可以为纯镁，当然，为了保证其具有更好的使用性能，在本发明的一种优选的实施方式中，所述球化剂可以选择为含镁量为6-9重量％的球化剂类型。
本发明还提供了一种根据上述所述的制备方法制得的高韧性球墨铸铁。
本发明还提供了一种上述所述的高韧性球墨铸铁的应用。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，所述球铁为新余市豪泰工贸有限公司生产的牌号为Q12的球铁，所述废钢为聊城宝隆物资有限公司生产的市售低锰废钢，所述孕育剂为包头市西普稀土有限责任公司生产的稀土孕育剂，所述球化剂为河南嘉恩特实业有限公司生产的含镁量为8％的市售球化剂，所述铁粉、所述锰粉、所述铜粉和所述钡粉为粒径为0.5mm的常规市售品。
实施例1
将100g球铁、30g废钢、5g铁粉、5g锰粉、3g铜粉和1g钡粉混合后置于温度为1300℃的环境下进行熔炼，得到混合物M1；向混合物M1中加入1g孕育剂和1g球化剂，得到高韧性球墨铸铁A1。
实施例2
将100g球铁、50g废钢、15g铁粉、15g锰粉、7g铜粉和3g钡粉混合后置于温度为1800℃的环境下进行熔炼，得到混合物M1；向混合物M1中加入3g孕育剂和3g球化剂，得到高韧性球墨铸铁A2。
实施例3
将100g球铁、40g废钢、10g铁粉、10g锰粉、5g铜粉和2g钡粉混合后置于温度为1500℃的环境下进行熔炼，得到混合物M1；向混合物M1中加入2g孕育剂和2g球化剂，得到高韧性球墨铸铁A3。
实施例4
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，所述废钢的用量为10g，所述铁粉的用量为1g，所述锰粉的用量为1g，所述铜粉的用量为1g，所述钡粉的用量为0.5g，所述孕育剂的用量为0.5g，所述球化剂的用量为0.5g， 得到高韧性球墨铸铁A4。
实施例5
按照实施例2的制备方法进行制备，不同的是，所述废钢的用量为60g，所述铁粉的用量为20g，所述锰粉的用量为20g，所述铜粉的用量为10g，所述钡粉的用量为5g，所述孕育剂的用量为5g，所述球化剂的用量为5g，得到高韧性球墨铸铁A5。
对比例1
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，所述废钢的用量为5g，所述铁粉的用量为0.5g，所述锰粉的用量为0.5g，所述铜粉的用量为0.5g，所述钡粉的用量为0.1g，所述孕育剂的用量为0.1g，所述球化剂的用量为0.1g，得到高韧性球墨铸铁D1。
对比例2
按照实施例1的制备方法进行制备，不同的是，所述废钢的用量为80g，所述铁粉的用量为30g，所述锰粉的用量为30g，所述铜粉的用量为20g，所述钡粉的用量为10g，所述孕育剂的用量为10g，所述球化剂的用量为10g，得到高韧性球墨铸铁D2。
对比例3
河北坤泰球墨铸造有限公司生产的常规市售球墨铸铁D3。
测试例
将上述A1-A5和D1-D3按照GB1348-2009检测其伸长率，同时对上述球墨铸铁的外观进行检测，得到的结果如表1所示。
表1
编号伸长率(％)外观A120外观良好A225外观良好A323外观良好A412外观良好A511外观良好D12有一定孔隙D21外观良好D35外观良好
通过表1可以看出，在本发明范围内制得的球墨铸铁不仅外观不低于常规市售品，且伸长率明显高于常规市售品，因而具有良好的使用性能，但是在本发明范围外制得的球墨铸铁则不具备该良好的使用性能，在本发明优选范围内制得的球墨铸铁的使用性能更优。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。