一种球墨铸件井盖及其制备方法
阅读说明：本技术 一种球墨铸件井盖及其制备方法 (Nodular cast well lid and preparation method thereof ) 是由 叶飞翔 杨晨明 朱可可 于 2019-09-27 设计创作，主要内容包括：本发明涉及球墨铸件井盖技术领域,且公开了一种球墨铸件井盖,包括以下重量份数配比的原料：碳1.5-1.7份、硅1.4-1.6份、锰1.2-1.4份、铬0.8-1份、硫0.2-0.4份和铁1.6-1.8份。该球墨铸件井盖及其制备方法,通过添加合理量的硅和锰,可有效降低白口倾向和结晶过冷,有利于减少网状碳化物的形成,提高铸件的稳定性和抗疲劳性,通过锰和钛等元素均匀散到合铸件中,可增强合金材料间的韧性,通过适当减少重金属铬的加入量,大大降低了制造成本和对环境的污染,通过球墨井盖中存在一些碳化物,使其具备优良的耐磨性,通过钨的加入在其冶炼后的钨是银白色有光泽的金属,熔点极高,蒸发速度也较小,化学性质也比较稳定,提升了整个井盖的实用性能,达到了强度高的目的。(The invention relates to the technical field of nodular cast well lids, and discloses a nodular cast well lid which comprises the following raw materials in parts by weight: 1.5-1.7 parts of carbon, 1.4-1.6 parts of silicon, 1.2-1.4 parts of manganese, 0.8-1 part of chromium, 0.2-0.4 part of sulfur and 1.6-1.8 parts of iron. According to the nodular cast well lid and the preparation method thereof, reasonable amounts of silicon and manganese are added, the white tendency and the crystal supercooling can be effectively reduced, the formation of reticular carbides is favorably reduced, the stability and the fatigue resistance of the cast are improved, elements such as manganese, titanium and the like are uniformly dispersed into a mixed cast, the toughness among alloy materials can be enhanced, the addition amount of heavy metal chromium is properly reduced, the manufacturing cost and the pollution to the environment are greatly reduced, some carbides exist in the nodular well lid, the nodular well lid has excellent wear resistance, tungsten after being smelted is silvery white and glossy metal through the addition of tungsten, the melting point is extremely high, the evaporation speed is smaller, the chemical property is relatively stable, the practical performance of the whole well lid is improved, and the purpose of high strength is achieved.)
技术领域
本发明涉及球墨铸件井盖技术领域，具体为一种球墨铸件井盖及其制备方法。
背景技术
井盖，用于遮盖道路或家中深井，防止人或者物体坠落，按材质可分为金属井盖、高强度纤维水泥混凝土井盖和树脂井盖等，一般采用圆形，可用于绿化带、人行道、机动车道、码头和小巷等，在中国井盖的国家标准有很多种，单层的、双层的、铸铁、球墨铸铁、复合、水泥和菱镁等等。
例如中国专利CN 101748332 B涉及一种超耐磨铸钢磨球及其制备方法，该磨球由以下重量百分比的化学成分制成：C：0.80～1.10，Si：0.40～1.20，Mn：0.50～1.00，发明所制备的超耐磨铸钢磨球，其耐磨性、洛氏硬度和冲击韧性均高于现有Cr12高铬铸铁磨球，但是具备强度低的缺点，在公路上人和车等各种压力下，而受到外力的时候，整个井盖可能产生变形裂开等现象，增加了过往行人和车辆的危险性。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种球墨铸件井盖及其制备方法，具备强度高等优点，解决了具备强度低的缺点，在公路上人和车等各种压力下，而受到外力的时候，整个井盖可能产生变形裂开等现象，增加了过往行人和车辆的危险性的问题。
(二)技术方案
为实现上述备强度高的目的，本发明提供如下技术方案：一种球墨铸件井盖，包括以下重量份数配比的原料：碳1.5-1.7份、硅1.4-1.6份、锰1.2-1.4份、铬0.8-1份、硫0.2-0.4份、铁1.6-1.8份、磷0.2-0.4份、钛0.4-0.6份、铜1.5-1.7份、钨2.2-2.4份和硼2.3-2.5份。
优选的，包括以下重量份数配比的原料：碳1.5份、硅1.4份、锰1.2份、铬0.8份、硫0.2份、铁1.6份、磷0.2份、钛0.4份、铜1.5份、钨2.2份和硼2.3份。
优选的，包括以下重量份数配比的原料：碳1.6份、硅1.5份、锰1.3份、铬0.91份、硫0.3份、铁1.7份、磷0.3份、钛0.5份、铜1.6份、钨2.3份和硼2.4份。
优选的，包括以下重量份数配比的原料：碳1.7份、硅1.6份、锰1.4份、铬1份、硫0.4份、铁1.8份、磷0.4份、钛0.6份、铜1.7份、钨2.4份和硼2.5份。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种球墨铸件井盖的制备方法，包括以下步骤：
1)将碳1.5-1.7份、硅1.4-1.6份、锰1.2-1.4份、铬0.8-1份、硫0.2-0.4份、铁1.6-1.8份和磷0.2-0.4份加入中频感应电熔炉中，加热融化成液，接着加入钛0.4-0.6份、铜1.5-1.7份、钨2.2-2.4份和硼2.3-2.5份升温至融化，进行成分分析和调整；
2)在步骤1)所制物中，冲入装有球化剂和硅铁孕育剂的球化钢包中，当冲入铁水重量为铁水总量的55-65％时，随铁水流加入钡硅铁孕育剂1-3份，装完铁水后进行球化处理得到球化后铁水；
3)将步骤2)中得到的球化后铁水除浮渣处理，并在铁水表面添加覆盖剂1-3份，调节中频感应电熔炉控制为1300～1500℃进行浇注；
4)将步骤3)中浇注结束后的铁水，以2～4℃/min的降温速率降至240～260℃，然后进行保温16～20h后，最后冷却到室温，得到半成球墨井盖；
5)将步骤4)中的所制物升温至440-460℃后，降温至140-160℃后，用水基溶液进行淬火1-1.2min，然后降温到140-160℃，用盐浴等温淬火得到高强度球墨井盖。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种球墨铸件井盖及其制备方法，具备以下有益效果：
1、该球墨铸件井盖及其制备方法，通过添加合理量的硅和锰，可有效降低白口倾向和结晶过冷，有利于减少网状碳化物的形成，提高铸件的稳定性和抗疲劳性，通过锰和钛等元素均匀散到合铸件中，可增强合金材料间的韧性，通过适当减少重金属铬的加入量，大大降低了制造成本和对环境的污染，通过球墨井盖中存在一些碳化物，使其具备优良的耐磨性，通过钨的加入在其冶炼后的钨是银白色有光泽的金属，熔点极高，硬度很大，蒸汽压很低，蒸发速度也较小，化学性质也比较稳定，提升了整个井盖的实用性能，达到了强度高的目的。
2、该球墨铸件井盖及其制备方法，通过硼元素的添加，可以改善冶金工业中烧结矿的质量，降低熔点、减小膨胀和提高强度硬度，通过本发明的各组分间相互协同，有效的增强球墨铸铁件的耐高温性能、韧性以及抗蠕变性能等，同时经济效益非常明显，性价比高，抗压性强，同时生产消耗大幅降低，高冲击韧性，避免了井盖在使用过程中出现破碎的问题，从而达到了强度高的目的。
具体实施方式
下面将结合本发明的实施例，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。
实施例一：
一种球墨铸件井盖，包括以下重量份数配比的原料：碳1.5份、硅1.4份、锰1.2份、铬0.8份、硫0.2份、铁1.6份、磷0.2份、钛0.4份、铜1.5份、钨2.2份和硼2.3份。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种球墨铸件井盖的制备方法，包括以下步骤：
1)将碳1.5份、硅1.4份、锰1.2份、铬0.8份、硫0.2份、铁1.6份和磷0.2份加入中频感应电熔炉中，加热融化成液，接着加入钛0.4份、铜1.5份、钨2.2份和硼2.3份升温至融化，进行成分分析和调整；
2)在步骤1)所制物中，冲入装有球化剂和硅铁孕育剂的球化钢包中，当冲入铁水重量为铁水总量的55％时，随铁水流加入钡硅铁孕育剂1份，装完铁水后进行球化处理得到球化后铁水；
3)将步骤2)中得到的球化后铁水除浮渣处理，并在铁水表面添加覆盖剂1份，调节中频感应电熔炉控制为1300℃进行浇注；
4)将步骤3)中浇注结束后的铁水，以2C/min的降温速率降至240℃，然后进行保温16后，最后冷却到室温，得到半成球墨井盖；
5)将步骤4)中的所制物升温至440C后，降温至140C后，用水基溶液进行淬火1min，然后降温到140℃，用盐浴等温淬火得到高强度球墨井盖。
实施例二：
一种球墨铸件井盖，包括以下重量份数配比的原料：碳1.6份、硅1.5份、锰1.3份、铬0.91份、硫0.3份、铁1.7份、磷0.3份、钛0.5份、铜1.6份、钨2.3份和硼2.4份。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种球墨铸件井盖的制备方法，包括以下步骤：
1)将碳1.6份、硅1.5份、锰1.3份、铬0.91份、硫0.3份、铁1.7份和磷0.3份加入中频感应电熔炉中，加热融化成液，接着加入钛0.5份、铜1.6份、钨2.3份和硼2.4份升温至融化，进行成分分析和调整；
2)在步骤1)所制物中，冲入装有球化剂和硅铁孕育剂的球化钢包中，当冲入铁水重量为铁水总量的60％时，随铁水流加入钡硅铁孕育剂2份，装完铁水后进行球化处理得到球化后铁水；
3)将步骤2)中得到的球化后铁水除浮渣处理，并在铁水表面添加覆盖剂2份，调节中频感应电熔炉控制为1400℃进行浇注；
4)将步骤3)中浇注结束后的铁水，以3℃/min的降温速率降至250℃，然后进行保温18h后，最后冷却到室温，得到半成球墨井盖；
5)将步骤4)中的所制物升温至450℃后，降温至150℃后，用水基溶液进行淬火1.1min，然后降温到150℃，用盐浴等温淬火得到高强度球墨井盖。
实施例三：
一种球墨铸件井盖，包括以下重量份数配比的原料：碳1.7份、硅1.6份、锰1.4份、铬1份、硫0.4份、铁1.8份、磷0.4份、钛0.6份、铜1.7份、钨2.4份和硼2.5份。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种球墨铸件井盖的制备方法，包括以下步骤：
1)将碳1.7份、硅1.6份、锰1.4份、铬1份、硫0.4份、铁1.8份和磷0.4份加入中频感应电熔炉中，加热融化成液，接着加入钛0.6份、铜1.7份、钨2.4份和硼2.5份升温至融化，进行成分分析和调整；
2)在步骤1)所制物中，冲入装有球化剂和硅铁孕育剂的球化钢包中，当冲入铁水重量为铁水总量的65％时，随铁水流加入钡硅铁孕育剂3份，装完铁水后进行球化处理得到球化后铁水；
3)将步骤2)中得到的球化后铁水除浮渣处理，并在铁水表面添加覆盖剂3份，调节中频感应电熔炉控制为1500℃进行浇注；
4)将步骤3)中浇注结束后的铁水，以4℃/min的降温速率降至260℃，然后进行保温20h后，最后冷却到室温，得到半成球墨井盖；
5)将步骤4)中的所制物升温至460℃后，降温至160℃后，用水基溶液进行淬火1.2min，然后降温到160℃，用盐浴等温淬火得到高强度球墨井盖。
本发明的有益效果是：通过添加合理量的硅和锰，可有效降低白口倾向和结晶过冷，有利于减少网状碳化物的形成，提高铸件的稳定性和抗疲劳性，通过锰和钛等元素均匀散到合铸件中，可增强合金材料间的韧性，通过适当减少重金属铬的加入量，大大降低了制造成本和对环境的污染，通过球墨井盖中存在一些碳化物，使其具备优良的耐磨性，通过钨的加入在其冶炼后的钨是银白色有光泽的金属，熔点极高，硬度很大，蒸汽压很低，蒸发速度也较小，化学性质也比较稳定，提升了整个井盖的实用性能，通过硼元素的添加，可以改善冶金工业中烧结矿的质量，降低熔点、减小膨胀和提高强度硬度，通过本发明的各组分间相互协同，有效的增强球墨铸铁件的耐高温性能、韧性以及抗蠕变性能等，同时经济效益非常明显，性价比高，抗压性强，同时生产消耗大幅降低，高冲击韧性，避免了井盖在使用过程中出现破碎的问题，从而达到了强度高的目的，解决了具备强度低的缺点，在公路上人和车等各种压力下，而受到外力的时候，整个井盖可能产生变形裂开等现象，增加了过往行人和车辆的危险性的问题。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。