一种ADI材料的制备方法与流程

一种adi材料的制备方法
技术领域
1.本发明属于金属材料领域，特别是涉及等温淬火球墨铸铁(adi)材料。


背景技术：

2.等温淬火球墨铸铁(adi)材料是20世纪70年代初被研制出来具有高强度、高韧性的奥氏体-贝氏体球墨铸铁。
3.adi材料的中国国家标准(gb/t24733-2009)
[0004][0005]
抗拉强度和延伸率是该材料的两个重要指标，抗拉强度和延伸率之间存在重要关系，抗拉强度增大时，材料刚度增加，变形能力减弱，延伸率变小。从国家标准来看，延伸率达到10％以上，其抗拉强度最低要求为800mpa，提高其抗拉强度势必会导致延伸率降低。
[0006]
中国专利2022104265720公开了一种高强度兼高韧性adi铁液的处理方法，其得到的材料具有高强度和高韧性，其需要对铁水进行杂质净化，步骤比较烦琐，在工业化生成中脱硫处理和脱氧处理不当，就会严重影响材料性能。


技术实现要素：

[0007]
本发明要解决的技术问题是：在不降低延伸率的情况下，提高其抗拉强度。
[0008]
本发明的技术方案是：
[0009]
adi材料的制备方法，包括以下步骤：1)熔炼铁液，2)球化孕育，3)浇注，4)等温淬火处理；等温淬火处理为：将铸件加热至850～1000℃，保温2～4h，将铸件迅速淬入240～400℃的熔盐中并保温1～2h，然后清洗晾干即可；铸件淬入熔盐过程中，向熔盐底部均匀加入水来对熔盐进行控温，水的加入量为熔融盐体积的2～3％。
[0010]
进一步，所述熔融盐为硝酸钠和硝酸钾按1：1配比。
[0011]
进一步，所述水为纯水、清水、或对铸件清洗后的废水。
[0012]
进一步，步骤1)熔炼铁液按照以下配比进行：3.3～3.7％c、2.3～2.8％si、0.1～0.4％mn、0.5-0.8％cu、0.1-0.3％mo,0.03～0.06％mg、0.01～0.02％ce和其余为fe。
[0013]
进一步，步骤2)球化孕育为：将步骤1)的铁水倒入装有1～1.2wt％la系稀土镁球化剂和0.4wt％硅钡的盖包内，铁液倾倒时间为40～45s，铁液倾倒完毕后，球化时间不少于
60s；球化完毕将铁液表面浮渣扒净，并撒入yc-1覆盖剂，防止铁液氧化并保温；转包并用0.1～0.2wt％硅铋孕育剂随流孕育，然后在1320℃～1380℃进行浇注。
[0014]
本发明得到的adi材料，通过合适的原理配比和工艺优化，在熔盐中加水进一步提高铸件的淬硬性和淬透性，可以将gb/t24733-2009中不同牌号的抗拉强度提高10～20％，800-10牌号的抗拉强度提高40％左右。
[0015]
本发明对p、s等杂质要求不苛刻，p最高容纳量0.05wt％，s最高容纳量0.025wt％，步骤简单，应用现有设备，实现提高adi材料的抗拉强度。
具体实施方式
[0016]
实施例1
[0017]
按照以下配比熔炼铁水：3.3～3.7％c、2.3～2.8％si、0.1～0.4％mn、0.5-0.8％cu、0.1-0.3％mo,0.03～0.06％mg、0.01～0.02％ce和其余为fe。
[0018]
将铁水倒入装有1～1.2wt％la系稀土镁球化剂和0.4wt％硅钡的盖包内，铁液倾倒时间为40～45s，铁液倾倒完毕后，球化时间不少于60s；球化完毕将铁液表面浮渣扒净，并撒入yc-1覆盖剂，防止铁液氧化并保温；转包并用0.1～0.2wt％硅铋孕育剂随流孕育，然后在1320℃～1380℃进行浇注。
[0019]
将铸件加热至850-1000℃，保温2-3h，将铸件迅速淬入380～400℃的熔盐中并保温1-2h，然后清洗晾干即可；铸件淬入熔盐过程中，向熔盐底部均匀加入水来对熔盐进行控温，水的加入量为熔融盐体积的2～3％。
[0020]
实施例2
[0021]
按照以下配比熔炼铁水：3.3～3.7％c、2.3～2.8％si、0.1～0.4％mn、0.5-0.8％cu、0.1-0.3％mo,0.03～0.06％mg、0.01～0.02％ce和其余为fe。
[0022]
铁水倒入装有1～1.2wt％la系稀土镁球化剂和0.4wt％硅钡的盖包内，铁液倾倒时间为40～45s，铁液倾倒完毕后，球化时间不少于60s；球化完毕将铁液表面浮渣扒净，并撒入yc-1覆盖剂，防止铁液氧化并保温；转包并用0.1～0.2wt％硅铋孕育剂随流孕育，然后在1320℃～1380℃进行浇注。
[0023]
将铸件加热至900℃，保温3h，将铸件迅速淬入360～370℃的熔盐中并保温2h，然后清洗晾干即可；铸件淬入熔盐过程中，向熔盐底部均匀加入水来对熔盐进行控温，水的加入量为熔融盐体积的2～3％。
[0024]
实施例3
[0025]
按照以下配比熔炼铁水：3.3～3.7％c、2.3～2.8％si、0.1～0.4％mn、0.5-0.8％cu、0.1-0.3％mo,0.03～0.06％mg、0.01～0.02％ce和其余为fe。
[0026]
铁水倒入装有1～1.2wt％la系稀土镁球化剂和0.4wt％硅钡的盖包内，铁液倾倒时间为40～45s，铁液倾倒完毕后，球化时间不少于60s；球化完毕将铁液表面浮渣扒净，并撒入yc-1覆盖剂，防止铁液氧化并保温；转包并用0.1～0.2wt％硅铋孕育剂随流孕育，然后在1320℃～1380℃进行浇注。
[0027]
将铸件加热至900℃，保温3.5h，将铸件迅速淬入340～350℃的熔盐中并保温1.5h，然后清洗晾干即可；铸件淬入熔盐过程中，向熔盐底部均匀加入水来对熔盐进行控温，水的加入量为熔融盐体积的2～3％。
[0028]
实施例4
[0029]
按照以下配比熔炼铁水：3.3～3.7％c、2.3～2.8％si、0.1～0.4％mn、0.5-0.8％cu、0.1-0.3％mo,0.03～0.06％mg、0.01～0.02％ce和其余为fe。
[0030]
铁水倒入装有1～1.2wt％la系稀土镁球化剂和0.4wt％硅钡的盖包内，铁液倾倒时间为40～45s，铁液倾倒完毕后，球化时间不少于60s；球化完毕将铁液表面浮渣扒净，并撒入yc-1覆盖剂，防止铁液氧化并保温；转包并用0.1～0.2wt％硅铋孕育剂随流孕育，然后在1320℃～1380℃进行浇注。
[0031]
将铸件加热至900℃，保温3h，将铸件迅速淬入300～330℃的熔盐中并保温2h，然后清洗晾干即可；铸件淬入熔盐过程中，向熔盐底部均匀加入水来对熔盐进行控温，水的加入量为熔融盐体积的2～3％。
[0032]
实施例5
[0033]
按照以下配比熔炼铁水：3.3～3.7％c、2.3～2.8％si、0.1～0.4％mn、0.5-0.8％cu、0.1-0.3％mo,0.03～0.06％mg、0.01～0.02％ce和其余为fe。
[0034]
铁水倒入装有1～1.2wt％la系稀土镁球化剂和0.4wt％硅钡的盖包内，铁液倾倒时间为40～45s，铁液倾倒完毕后，球化时间不少于60s；球化完毕将铁液表面浮渣扒净，并撒入yc-1覆盖剂，防止铁液氧化并保温；转包并用0.1～0.2wt％硅铋孕育剂随流孕育，然后在1320℃～1380℃进行浇注。
[0035]
将铸件加热至880℃，保温4h，将铸件迅速淬入240～300℃的熔盐中并保温2h，然后清洗晾干即可；铸件淬入熔盐过程中，向熔盐底部均匀加入水来对熔盐进行控温，水的加入量为熔融盐体积的2～3％。
[0036]
实施例1-5中可以采用中国专利201610057867的等温淬火炉清洗硝盐水回收装置进行加水，可以用纯水、清水以及清洗铸件的废水。
[0037]
分别对实施例1-5得到的adi材料按照gb/t24733-2009方法进行抗拉强度和延伸率进行检测，结果如下表所示。
[0038][0039]
由上表的测试数据可以看出，不同牌号的adi材料抗拉强度有明显提升。
[0040]
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替
换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种adi材料的制备方法，包括以下步骤：1)熔炼铁液，2)球化孕育，3)浇注，4)等温淬火处理；其特征在于，等温淬火处理为：将铸件加热至850～1000℃，保温2～4h，将铸件迅速淬入240～400℃的熔盐中并保温1～2h，然后清洗晾干即可；铸件淬入熔盐过程中，向熔盐底部均匀加入水来对熔盐进行控温，水的加入量为熔融盐体积的2～3％。2.根据权利要求1所述的一种adi材料制备方法，其特征在于，所述熔融盐为硝酸钠和硝酸钾按1：1配比。3.根据权利要求1所述的一种adi材料制备方法，其特征在于，所述水为纯水、清水、或对铸件清洗后的废水。4.根据权利要求1所述的一种adi材料制备方法，其特征在于，步骤1)熔炼铁液按照以下配比进行：3.3～3.7％c、2.3～2.8％si、0.1～0.4％mn、0.5-0.8％cu、0.1-0.3％mo,0.03～0.06％mg、0.01～0.02％ce和其余为fe。5.根据权利要求1所述的一种adi材料制备方法，其特征在于，步骤2)球化孕育为：将步骤1)的铁水倒入装有1～1.2wt％la系稀土镁球化剂和0.4wt％硅钡的盖包内，铁液倾倒时间为40～45s，铁液倾倒完毕后，球化时间不少于60s；球化完毕将铁液表面浮渣扒净，并撒入yc-1覆盖剂，防止铁液氧化并保温；转包并用0.1～0.2wt％硅铋孕育剂随流孕育，然后在1320℃～1380℃进行浇注。

技术总结
本发明公开了一种ADI材料的制备方法，包括以下步骤：1)熔炼铁液，2)球化孕育，3)浇注，4)等温淬火处理；其特征在于，等温淬火处理为：将铸件加热至850～1000℃，保温2～4h，将铸件迅速淬入240～400℃的熔盐中并保温1～2h，然后清洗晾干即可；铸件淬入熔盐过程中，向熔盐底部均匀加入水来对熔盐进行控温，水的加入量为熔融盐体积的2～3％。本发明得到的ADI材料，通过合适的原料配比和工艺优化，在熔盐中加水进一步提高铸件的淬硬性和淬透性，可以将GB/T24733-2009中不同牌号的抗拉强度提高10～20％，800-10牌号的抗拉强度提高40％。10牌号的抗拉强度提高40％。


技术研发人员：李朝霞 李平 贾霏雨 李欣然
受保护的技术使用者：焦作固德联合机械制造有限公司
技术研发日：2023.05.28
技术公布日：2023/8/23