專利名稱：：低鎳鑄鐵及其制備方法及低鎳鑄鐵在葉導(dǎo)輪中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及合金鑄鐵材料及該鑄鐵材料的制備方法。尤其涉及一種低鎳鑄鐵材料及其制備方法。本發(fā)明同時(shí)涉及該低鎳鑄鐵材料在葉導(dǎo)壽侖中的應(yīng)用。
背景技術(shù)：
：高鎳鑄鐵含Ni13.5%~36%，基體為奧氏體，故又名4臬奧氏體鑄鐵。按其石墨形態(tài)分為灰鑄鐵和球墨鑄鐵。奧氏體灰鑄鐵按美國(guó)ASTMA436-97標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定共有8個(gè)牌號(hào)。奧氏體球墨鑄鐵按美國(guó)ASTMA439-99標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定共有9個(gè)牌號(hào)。高鎳鑄鐵廣泛應(yīng)用于石油、化工機(jī)械、核工業(yè)、航天航空工業(yè)、海洋工業(yè)等領(lǐng)域。目前潛油電泵葉導(dǎo)輪用材料只選擇了其中的三四個(gè)牌號(hào)，最常用的一種牌號(hào)是ASTMA436-97中的I號(hào)鎳鑄鐵，按重量百分比計(jì)，其成分范圍是C《3.0。/。，Si:1.0%~2.8%,Mn:0.5%~1.5%，Ni:13.5%~17.5%,Cu:5.5%~7.5%,Cr:1.5%~2.5%,S<0.12%,余量為Fe。我國(guó)采油工業(yè)全部采用I號(hào)鎳鑄鐵，美國(guó)公司有選用其它牌號(hào)的范例。I號(hào)鎳鑄鐵也是所有17個(gè)牌號(hào)中鎳含量最低的一個(gè)牌號(hào)。這也許成為我國(guó)選用I號(hào)鎳鑄鐵的唯一理由。近十年來(lái)不銹鋼產(chǎn)業(yè)在世界范圍內(nèi)兇猛發(fā)展，應(yīng)用領(lǐng)域不斷延伸，從現(xiàn)代工業(yè)到建筑裝璜再到小家電，到處可見(jiàn)不銹鋼的身影。含鎳不銹鋼的不斷擴(kuò)產(chǎn)導(dǎo)致國(guó)際鎳價(jià)飛漲(從2005年的11萬(wàn)元/噸漲至2007年7月的45萬(wàn)元/噸)，世界鎳資源緊缺。就我國(guó)近幾年的用鎳量來(lái)說(shuō)，2000年的用鎳量不足10萬(wàn)噸，至2006年僅太鋼和寶鋼兩大公司的用鎳量就高達(dá)8萬(wàn)噸，全國(guó)的用鎳量約在25萬(wàn)p屯，而我國(guó)鎳生產(chǎn)廠家僅有一家，這就是位于甘肅西部的金川公司。年產(chǎn)鎳量也只有12萬(wàn)噸。這意味著目前我國(guó)的用鎳一半以上是進(jìn)口鎳，當(dāng)然這里包括了一些鎳生鐵，！^r粉等一系列鎳的半成品在內(nèi)。世界鎳資源短缺，國(guó)際鎳價(jià)暴漲的結(jié)果給國(guó)內(nèi)潛油電泵生產(chǎn)行業(yè)帶來(lái)了前所未有的嚴(yán)重困難。一些中小型企業(yè)抵抗不住這股強(qiáng)勁的漲價(jià)風(fēng)浪紛紛關(guān)門(mén)停產(chǎn)，部分大中型企業(yè)采用水漲船高的做法，將部分困難拋向采油工業(yè)。這是2006年至2007年世界性油價(jià)上調(diào)的原因之一。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看問(wèn)題，世界用鎳量還有迅速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，在這種情況下，研究一種低鎳鑄鐵材料，應(yīng)該是社會(huì)的需求。本項(xiàng)目研究的意義不僅僅是一個(gè)行業(yè)的效益問(wèn)題，對(duì)世界鎳資源的合理配置都起著十分積極的作用。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中鎳資源缺乏的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種通過(guò)添加其他合金元素來(lái)替代鎳在鑄鐵中的作用，從而降低含鎳量的低鎳鑄鐵。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的首先列出諸多化學(xué)成分，然后分別試驗(yàn)，再根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果剔離不合格的化學(xué)成分。通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)最后確定如下成分范圍C:2.0%~3.6%,Si:1.0%~2.8%,Mn:3%~10%，Ni:3%~10%,Cu:2%~5%,N:0.05%~0.5%，余量為纟失。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種低鎳鑄鐵的制造方法，該方法包括如下步驟a、配制爐料，將已備生鐵、氮化錳鐵、75硅鐵、電解鎳、電解銅按照上述成分比例稱取300kg,75硅鐵另放其它爐料混合。b、將配好的爐料裝入中頻電爐內(nèi)，使?fàn)t料通電熔化，待混合爐料全部化清后用珍珠巖覆蓋升溫；c、當(dāng)溫度升至1650。C以上時(shí)扒渣出鐵水；出鐵前加入75硅鐵，鐵水澆入砂型或殼型的溫度控制在140(TC155(TC，^見(jiàn)澆注產(chǎn)品具體確定。所述步驟b中的中頻電爐爐襯材料為酸性、堿性或中性。本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供所述低鎳鑄鐵在葉導(dǎo)輪中的應(yīng)用。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于1、本發(fā)明低鎳鑄鐵的綜合機(jī)械性能如硬度、強(qiáng)度、沖擊韌性都很高。2、本發(fā)明低鎳鑄鐵的金相組織基本為奧氏體(無(wú)磁性)，和美國(guó)I號(hào)鎳鑄鐵一致。3、本發(fā)明低鎳鑄鐵的抗磨性高于美國(guó)I號(hào)鎳鑄鐵，耐蝕性與美國(guó)I號(hào)鎳鑄鐵一致。4、本發(fā)明低鎳鑄鐵具有可加工性能在普車(chē)上用YG3刀具正常切削。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。實(shí)施例1稱取原生鐵150kg、廢鋼81kg、高爐錳鐵30kg、氮化錳鐵6kg、電解鎳16kg、電解銅8kg、75硅鐵9kg?；旌吓渲瞥蔂t料，將爐料裝入中頻電爐中通電熔化，待爐料全部化清后用珍珠巖覆蓋在(鐵液)上進(jìn)行升溫，當(dāng)(鐵液)的溫度升至165(TC時(shí)，扒漆后加入硅鐵、硅鐵熔后即可出鐵。將鐵水澆入砂型或殼型的溫度(紅字部分描述的不太清楚)控制在140(TC。所制得到低鎳鑄鐵與美國(guó)I號(hào)鎳鑄鐵的各項(xiàng)性能相比較，如表1所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2稱取原生鐵238kg、氮化錳鐵16kg、電解鎳30kg、電解銅14kg、75硅鐵2kg，混合配制成爐料，將爐料裝入中頻電爐中通電熔化，待爐料全部化清后用珍珠巖覆蓋在(鐵液)上進(jìn)行升溫，當(dāng)(鐵液)的溫度升至1700。C時(shí)，扒渣后加入硅鐵、硅鐵熔化后即可出l5L將鐵水澆入砂型或殼型的溫度(紅字部分描述的不太清楚)控制在1500°C。所制得到低鎳鑄鐵與美國(guó)I號(hào)鎳鑄鐵的各項(xiàng)性能相比較，如表2所示。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>實(shí)施例3稱取原生鐵233kg、高爐錳鐵15kg、氮化錳鐵15kg、電解鎳22kg、電解銅8kg、75硅鐵7kg，混合配制成爐料，將爐料裝入中頻電爐中通電熔化，待爐料全部化清后用珍珠巖覆蓋在(鐵液)上進(jìn)行升溫，當(dāng)(鐵液)的溫度升至175(TC時(shí)，扒渣后加入硅鐵、硅鐵熔化即可出鐵，將鐵水澆入砂型或殼型的溫度(紅字部分描述的不太清楚)控制在1550。C。所制得到低鎳鑄鐵與美國(guó)I號(hào)鎳鑄鐵的各項(xiàng)性能相比較，如表3所示。(請(qǐng)補(bǔ)充表格3，在表中列出本發(fā)明低鎳鑄鐵和美國(guó)I號(hào)鎳鑄鐵在強(qiáng)度、硬度、沖擊韌性、耐腐蝕性、金相結(jié)構(gòu)等參數(shù)的值)表3<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>權(quán)利要求1、一種低鎳鑄鐵材料，其特征在于，按重量百分比計(jì)，由下列各成分組成C2.0％～3.6％，Si1.0％～2.8％，Mn3％～10％，Ni3％～10％，Cu2％～5％，N0.05％～0.5％，余量為鐵。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的本發(fā)明低鎳鑄鐵材料，按重量百分比計(jì)，各成分的配比如下C:3.2%~3.6%，Si:1.2%~1.8%,Mn:7%~10%,Ni:3%~6%，Cu:2.5%~4%,N:0.05%~0.1%,余量為鐵。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明低鎳鑄鐵材料，按重量百分比計(jì)，各成分的配比如下C:2%~2.8%，Si:2,5%~2.8%,Mn:4.0%~6.0%,Ni:8.0%~10%，Cu:3%~5%，N:0.25%~0.5%，余量為鐵。4、一種根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的低鎳鑄鐵的制造方法，其特征在于，該方法包括如下步驟a、配制爐料，按重量百分比計(jì)，將已備生鐵、氮化錳鐵、75硅鐵、電解鎳、電解銅。按取利要求1所述成分比例稱取300kg。b、將配好的爐料裝入中頻電爐內(nèi)，使?fàn)t料通電熔化，待爐料全部化清后用珍珠巖覆蓋升溫；c、當(dāng)溫度升至1650。C以上時(shí)扒渣出鐵水；鐵水澆入砂型或殼型的溫度控制在1400°C~1550°C，一見(jiàn)澆注產(chǎn)品具體確定。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的低鎳鑄鐵的制造方法，其特征在于，所述步驟b中的中頻電爐的爐襯材料為酸性、堿性或中性。6、根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的低鎳鑄鐵在葉導(dǎo)輪中的應(yīng)用。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種低鎳鑄鐵材料，按重量百分比計(jì)，由下列各成分組成C2.0％～3.6％，Si1.0％～2.8％，Mn3％～10％，Ni3％～10％，Cu2％～5％，N0.05％～0.5％，余量為鐵。本發(fā)明同時(shí)公開(kāi)了低鎳鑄鐵的制造方法，包括a.配制爐料；b.將爐料裝入中頻電爐內(nèi)熔化，爐料全部化清后用珍珠巖覆蓋升溫；c.溫度升至1650℃以上時(shí)扒渣出鐵水；鐵水澆鑄溫度控制在1400℃～1550℃。本發(fā)明還公開(kāi)了低鎳鑄鐵在葉導(dǎo)輪中的應(yīng)用。本發(fā)明低鎳鑄鐵的綜合性能和抗磨性高于美國(guó)I號(hào)鎳鑄鐵，金相組織和耐蝕性與美國(guó)I號(hào)鎳鑄鐵一致。文檔編號(hào)C22C33/08GK101418411SQ20071016344公開(kāi)日2009年4月29日申請(qǐng)日期2007年10月25日優(yōu)先權(quán)日2007年10月25日發(fā)明者宋其通申請(qǐng)人:浙江振興石化機(jī)械有限公司