專利名稱：一種鑄鐵機(jī)用金屬模具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及冶金鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種鑄鐵機(jī)鑄造鐵錠用的金屬模具。
技術(shù)背景由于鑄鐵機(jī)在鈦渣、冶煉行業(yè)的生產(chǎn)效率高，因此而得到了較為廣泛的 應(yīng)用。但目前鑄鐵機(jī)所用的金屬模具大都采用灰口鑄鐵材質(zhì)，其組織為珠光 體+碳化物+石墨，珠光體雖強(qiáng)度較高，但在急冷急熱條件下，在使用過程中 易于產(chǎn)生組織應(yīng)力而造成疲勞開裂，使用壽命不高。
中國專利CN85103914B公開了一種用于鋼錠模的低合金釩鈦鑄鐵，其主 要目的是提供一種合金消耗和成本都低于球墨和蠕墨鑄鐵鋼錠模的低合金釩 鈦鑄鐵材料的鋼錠模。由于軋制的要求，對于鋼錠成品的要求與鐵錠成品的 要求相關(guān)很大，鋼錠模一般都在幾百公斤到十幾噸重。而鑄鐵機(jī)所用的鑄鐵 模具是用于將鐵水等金屬液體自然或噴水冷卻成固態(tài)，鐵錠一般幾十公斤或 上百公斤。此外，鋼錠模的生產(chǎn)是不連續(xù)的。而鑄鐵模具裝配到鑄鐵機(jī)上， 由鏈板等帶動，用于連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)。
中國專利CN101014433A公開了一種用于澆鑄液態(tài)金屬的模具及相應(yīng)方 法，但該模具是由銅基合金制成，其中包括超過50%重量的銅以及包括鉻、 鋯和鎳組成，或使用灰口鑄鐵或球墨鑄鐵，存在合金消耗大、成本高以及在 急冷急熱條件下容易因疲勞強(qiáng)度不夠而造成損壞，使用壽命不高等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種鑄鐵機(jī)用金屬模具。這種金屬模 具材質(zhì)的成分比例組配合理，用于鑄鐵機(jī)鑄造金屬錠。
3本發(fā)明所采用的技術(shù)方案之一是鑄鐵機(jī)用金屬模具的特點(diǎn)在于其組份以
重量百分比計(jì)為C: 3. 0~ 3. 3%，Si: 2. 1 ~ 2. 8%，Mn: 0. 5 ~ 0. 8%， V: 0. 1 ~ 0. 2%，Ti: 0. 01 ~ 0. 03%,其余為Fe和其它雜質(zhì)；其優(yōu)選組4分以重量百分比計(jì) 為C: 3. 1 ~ 3. 2 % ， Si: 2. 3 ~ 2. 5 % , Mn: 0. 6 ~ 0. 8 % , V: 0. 1 ~ 0. 2 %,Ti: 0. 01~0. 03%，其余為Fe和其它雜質(zhì)。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案之二是在金屬模具的底部和兩側(cè)壁中沿縱向方 向鑄入有若干個加強(qiáng)鋼筋1，作為對上述技術(shù)方案的補(bǔ)充和改進(jìn)，進(jìn)一步提 高了金屬模具的強(qiáng)韌性和抗裂性能。
本發(fā)明的鑄鐵機(jī)金屬模具在急冷急熱的工作條件下可連續(xù)生產(chǎn)，其急冷 急熱的時間間隔僅為鑄鐵機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)一圈的幾十分鐘時間，本發(fā)明的金屬模具具 有良好的導(dǎo)熱性能以及足夠的強(qiáng)度，并且具有延伸率小，熱膨脹系數(shù)小，彈 性模數(shù)低等良好的耐熱疲勞參數(shù)，與現(xiàn)有灰口鑄鐵金屬模具相比，其使用壽 命大大提高。


附圖1為本發(fā)明的金屬模具結(jié)構(gòu)的示意圖。
附圖2為在金屬模具中鑄入加強(qiáng)鋼筋A(yù)-A剖面的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合實(shí)施例或附圖對本發(fā)明的構(gòu)成機(jī)理及結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行詳細(xì)的描 述，以說明本發(fā)明與已有技術(shù)相比具有顯著的良好效果。
本發(fā)明所采用鑄鐵機(jī)用金屬模具的組份以重量百分比計(jì)為C: 3. 0~ 3. 3 % , Si: 2. 1 ~ 2. 8 % , Mn: 0. 5 ~ 0. 8 % , V: 0. 1 ~ 0, 2 。/0, Ti: 0. 01 ~ 0. 03 % ， S < 0.07%, P< 0. 07%其余為Fe;其中選用 一組最佳組4分以重量百分比計(jì)為 C: 3. 1 ~ 3. 2 % , Si: 2. 3 ~ 2. 5 % ， Mn: 0. 6 ~ 0. 8 % , V: 0. 1 ~ 0. 2 % ， Ti: 0. 01 ~ 0. 03%， S< 0. 04% , P< 0. 04%其余為Fe。其中選用C含量為3.Q~3.3%， C可促進(jìn)材料的石墨化，采用本發(fā)明的含量 范圍能保證獲得細(xì)片狀石墨，增加模具的熱傳導(dǎo)性。
本發(fā)明選用Si含量為2.1-2.8%; Si成分的選用可以促進(jìn)材料石墨化 的形成，提高材料抵抗激冷激熱交變應(yīng)力的能力，。
加入含量為0. 5 ~ 0. 8 %的Mn可以抵消組份中不可避免成分硫的有害作 用，并能間接地促進(jìn)石墨化，提高金屬模具的綜合性能。
V和Ti的的加入可使金屬模具的耐熱性能顯著地提高，因?yàn)殁C鈦元素的 固溶和析出強(qiáng)化了基體組織；同時還使金屬模具具有致密的組織，提高了模 具的強(qiáng)度和屈服極限。
同時，還需控制不可避免的S和P均小于0. 07% ，以防止模具在激冷激 熱狀態(tài)下脆性的產(chǎn)生。
本發(fā)明還在金屬模具的底部和兩側(cè)壁中沿縱向方向鑄入有3個加強(qiáng)鋼筋 1，以進(jìn)一步提高金屬模具的強(qiáng)度、剛性和抗裂性能。
實(shí)施例1
金屬模具的組份以重量百分比計(jì)為C 3. 0% 、 Si 2. 1 % 、 Mn 0. 5 % 、 S < 0. 07 % 、 P < 0. 07 % 、 V 0. 1 % 、 TiO. 01 % ，其余為Fe,采用此材質(zhì)制造的 金屬模具延伸率好、彈性模數(shù)較低，耐熱疲勞性能好。已有技術(shù)的金屬模具 一般使用9次即開始開裂，到30次基本全部開裂；而本發(fā)明的金屬模具使用 30次以上基本不開裂，是已有技術(shù)的l倍以上。
實(shí)施例2
鑄鐵機(jī)金屬模具的組份采用C 3. 3 % 、 Si 2. 8 % 、 Mn 0. 8 % 、 S < 0. 04 % 、 P < 0. 04 % 、 V 0. 2 % 、 TiO. 03% ,其余為Fe，采用此材質(zhì)制造的鑄鐵 機(jī)金屬模具的強(qiáng)度好，耐熱疲勞性能好，具有較長的使用壽命。已有技術(shù)的 金屬模具一般使用到30次基本已全部開裂；而本發(fā)明的金屬模具能夠使用 50次以上，是已有技術(shù)的l倍以上。實(shí)施例3
金屬模具采用以下成分為C 3. 1。/o、 Si 2.5%、 Mn 0. 6 Q/。 、 S < 0. 05 %、 P <0. 05%、 V 0.15%、 TiO. 02% ，其余為Fe，采用此材質(zhì)制造的金 屬模具延伸率好、彈性模數(shù)較低，耐熱疲勞性能好，壽命長，是已有技術(shù)使 用壽命的2倍。
實(shí)施例4
金屬模具成分為C 3. 2% 、 Si 2. 3% 、 Mn 0. 7 % 、 S < 0. 04% 、 P < 0. 04 %、 V 0.2%、 TiO. 01% ，其余為Fe，采用此材質(zhì)的鐵模延伸率好、彈性模 數(shù)較低，耐熱疲勞性能好，金屬模具的剛性和抗裂性能有很大提高。本發(fā)明 的金屬模具可使用60次以上。
實(shí)施例5
參照附圖l和附圖2，本發(fā)明在其組份合理配比并且使用性能有了很大 提高的基礎(chǔ)上，還在其金屬模具底部的中間部位和兩側(cè)壁的中間部位沿模具 的縱向方向鑄入有3個與模具的縱向長度相同長度的加強(qiáng)鋼筋1，從而使金 屬模具的強(qiáng)韌性、抗裂性能得到進(jìn)一步提高，使用壽命得以延長，至少可使 用60次以上，是已有技術(shù)的1 - 2倍。
權(quán)利要求
1、一種鑄鐵機(jī)用金屬模具，其特征在于金屬模具的組份以重量百分比計(jì)為C3.0～3.3％，Si2.1～2.8％，Mn0.5～0.8％，V0.1～0.2％，Ti0.01～0.03％，其余為Fe和其它元素。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵機(jī)用金屬模具，其特征在于金屬模具的 組份以重量百分比計(jì)為C: 3. 1 ~ 3. 2 % , Si: 2. 3 ~ 2. 5 % ， Mn: 0. 6 ~ 0. 8 % ， V: 0. 1 ~ 0. 2%， Ti: 0. 01 ~ 0. 03%,其余為Fe和其它元素。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵機(jī)用金屬模具，其特征在于所述的其它 元素S<0. 07%， P<0. 07%。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄鐵機(jī)用金屬模具，其特征在于所述的其它 元素S < 0. 04 % , P < 0. 04 % 。5、 一種鑄鐵機(jī)用金屬模具，其特征在于在金屬模具的底部和兩側(cè)壁中 沿縱向方向鑄入有若干個加強(qiáng)鋼筋。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鑄鐵機(jī)用金屬模具，該金屬模具的組份以重量百分比計(jì)為C 3.0～3.3％，Si 2.1～2.8％，Mn 0.5～0.8％，S＜0.07％，P＜0.07％，V 0.1～0.2％，Ti 0.01～0.03％，其余為Fe和其它元素；本發(fā)明的效果是在急冷急熱條件下工作，具有良好的導(dǎo)熱性能，足夠的強(qiáng)度和延伸率，較小的熱膨脹系數(shù)，低的彈性模數(shù)等良好的耐熱疲勞性能，同時還可在金屬模具結(jié)構(gòu)的底部及兩邊設(shè)置鑄入加強(qiáng)鋼筋，以提高金屬模具的強(qiáng)韌性和抗裂性能。
文檔編號B22D7/06GK101418412SQ20081018274
公開日2009年4月29日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月4日
發(fā)明者藩 何, 武廣波, 賀同正, 黃興建 申請人:攀鋼集團(tuán)研究院有限公司;攀枝花鋼鐵(集團(tuán))公司;攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司