專利名稱：含VN、TiN粉體高鉻鑄鐵、該鑄鐵制備方法和耐磨件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄鐵材料，尤其是涉及一種含VN、TiN粉體高鉻鑄鐵、該鑄鐵制備方法和用該種鑄鐵材料制造耐磨件的方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，高鉻鑄鐵具有優(yōu)良的耐磨性能，因此，作為對(duì)耐磨性要求較高的拋丸機(jī)上部件，都采用高鉻鑄鐵材料加工制成。但是，該種高鉻鑄鐵在使用中存在如下弊病在其承受摩擦磨損尤其是在沖擊性摩擦磨損情況下，鑄件易出現(xiàn)表面層層剝落的現(xiàn)象，從而造成鑄件磨損失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種高鉻鑄鐵、該高鉻鑄鐵制備方法及該鑄鐵制造耐磨件的方法，該方案采用粒度為納米級(jí)的VN，TiN粉體，用來改變M7C3碳化物的形貌，從而增強(qiáng)高鉻鑄鐵的耐磨性，采用的技術(shù)方案是一種含VN、TiN粉體高鉻鑄鐵，其特征在于所述VN、TiN粉體是純度為99. 5%的VN和純度為99. 3 %的 TiN，所述粉體占高鉻鑄鐵重量百分?jǐn)?shù)是2-4%的VN和2-4%的TiN，所述高鉻鑄鐵還包括 3. 1-3. 9%C, 18-22%Cr,0. 5-1. 0%Si，0. 6-1. 6%Mo，0. 6-1. 2%Mn，0. 1-0. 4%Ni,0. 04-0. 09%V,
0.011-0. 031%S,0. 018-0. 030%P、余量為鐵的基體材料。本發(fā)明的技術(shù)方案還有所述VN、TiN粉體平均粒度為20-40納米。本發(fā)明的技術(shù)方案還有所述制備方法包括以下步驟
1)用中頻感應(yīng)電爐對(duì)所述基體材料進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1440-1550°c，得到基體金屬液；
2)熔煉過程中用石墨增碳劑增碳，玻璃集渣除渣；
3)將所述VN、TiN粉體采用爐內(nèi)沖入法沖入，得到高鉻鑄鐵溶液；
4)將所述高鉻鑄鐵溶液澆注后凝固，得到所述含VN、TiN粉體高鉻鑄鐵。本發(fā)明的技術(shù)方案還有所述耐磨件制備方法包括如下步驟
1)用中頻感應(yīng)電爐對(duì)所述基體材料進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1440-1550°c；
2)熔煉過程中扒渣，脫氧，精煉，采用石墨增碳劑增碳，玻璃集渣除渣；
3)在氬氣輸送下將所述VN、TiN粉體沖入包內(nèi)，氬氣沖入壓力為0.25MPa，粉體流量為
1.5g/min，充氣2-3分鐘后，靜置2分鐘，得到高鉻鑄鐵溶液，等待澆注；
4)將所述高鉻鑄鐵溶液澆入到金屬型鑄型中，澆注溫度為1340-1450°C，澆筑后冷卻到 150-200°C，破殼，冷卻到室溫獲得鑄件；
5)將所述鑄件經(jīng)切除澆口后，放入拋丸機(jī)中進(jìn)行拋丸清理；
6)將清理后的鑄件在箱式熱處理爐中加熱到920-960°C后保溫30分鐘后，取出空冷至
室溫；
7)將步驟6)中清理后的鑄件重新加熱到220-260°C后空冷至室溫，進(jìn)行低溫回火處理，完成耐磨件的加工。本發(fā)明的技術(shù)方案還有所述耐磨件是拋丸機(jī)上葉片。本發(fā)明的技術(shù)方案還有所述葉片要經(jīng)動(dòng)平衡測(cè)試，補(bǔ)償后方能使用。本發(fā)明的有益效果在于1)VN和TiN粉體可作為高鉻鑄鐵金屬液基體和碳化物凝固的形核核心，抑制晶體的長(zhǎng)大，獲得均勻細(xì)小的等軸晶粒，可改變碳化物的生長(zhǎng)形貌，控制碳化物的生長(zhǎng)方向，從而大大提高鑄件的耐磨性。2)利用VN和TiN粉體來增強(qiáng)高鉻鑄鐵材料，可形成耐高沖擊摩擦磨損高鉻鑄鐵耐磨拋丸器葉片。因此，利用VN和TiN納米粉體既可以改變高鉻鑄鐵晶體生長(zhǎng)形貌，改變馬氏體的生長(zhǎng)形態(tài)，大大提高材料的硬度；又可以提高材料高溫下的摩擦磨損性能，明顯起到抵抗高溫摩擦磨損的作用。一般利用VN和TiN粉體來增強(qiáng)高鉻鑄鐵的葉片，其抗摩擦磨損性能可達(dá)普通高鉻鑄鐵葉片的10倍。3) VN和TiN粉體采用爐內(nèi)加入法，一方面加入的納米顆粒起到了強(qiáng)化作用，另一方面在爐內(nèi)加入的是氬氣，保護(hù)了金屬液，加入過程中浮出的氣體攜帶雜質(zhì)跑出金屬液外， 使金屬液得到精煉的作用，利用這種金屬液制造的拋丸器葉片強(qiáng)度，韌性和硬度等綜合力學(xué)性能指標(biāo)優(yōu)良，抗磨性大大提高。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明。本發(fā)明公開了一種VN、TiN粉體高鉻鑄鐵，在該種高鉻鑄鐵中有粉體，粉體是純度為99. 5%的VN和純度為99. 3 %的TiN，粉體占高鉻鑄鐵重量百分?jǐn)?shù)是2-4%的VN和2-4%的TiN，該高鉻鑄鐵還包括3. 1-3. 9%C, 18_22%Cr，0. 5-1. 0%Si,
0.6-1. 6%Μο，0· 6-1. 2%Μη，0· 1-0. 4%Ni，0. 04-0. 09%V,0. 011-0. 031%S，0. 018-0. 030%P、余量為鐵的基體材料。所用粉體平均粒度為20-40納米。該高鉻鑄鐵材料的制備方法是制備方法包括以下步驟
1)用中頻感應(yīng)電爐對(duì)所述基體材料進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1440-1550°c，得到基體金屬液，該電爐是250 kg中頻感應(yīng)電爐；
2)熔煉過程中用石墨增碳劑增碳，玻璃集渣除渣；
3)將VN、TiN粉體采用爐內(nèi)沖入法沖入，得到高鉻鑄鐵溶液；
4)將所述高鉻鑄鐵溶液澆注后凝固，得到所述含VN、TiN粉體高鉻鑄鐵。采用該高鉻鑄鐵制成的耐磨件，耐磨件制備方法包括如下步驟
1)用中頻感應(yīng)電爐對(duì)基體材料進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1440-1550°c；
2)熔煉過程中扒渣，脫氧，精煉，采用石墨增碳劑增碳，玻璃集渣除渣；
3)在氬氣輸送下將所述VN、TiN粉體沖入包內(nèi)，氬氣沖入壓力為0.25MPa，粉體流量為
1.5g/min，充氣2-3分鐘后，靜置2分鐘，得到高鉻鑄鐵溶液，等待澆注；
4)將高鉻鑄鐵溶液澆入到金屬型鑄型中，澆注溫度為1340-1450°C，澆筑后冷卻到 150-200°C，破殼，冷卻到室溫獲得鑄件；
5)將鑄件經(jīng)切除澆口后，放入拋丸機(jī)中進(jìn)行拋丸清理，所用拋丸機(jī)是Q326拋丸機(jī)；
6)將清理后的鑄件在箱式熱處理爐中加熱到920-960°C后保溫30分鐘后，取出空冷至室溫；
7)將步驟6)中清理后的鑄件重新加熱到220-260°C后空冷至室溫，進(jìn)行低溫回火處理，完成耐磨件的加工。能夠采用該種方法完成拋丸機(jī)上耐磨件的加工，可為分丸輪、葉片等部件，在制作拋丸機(jī)上葉片時(shí)，葉片要經(jīng)動(dòng)平衡測(cè)試，補(bǔ)償后方能使用。當(dāng)然，上述說明并非對(duì)本發(fā)明的限制，本發(fā)明也不僅限于上述舉例，本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的實(shí)質(zhì)范圍內(nèi)所做出的變化、改型、添加或替換，也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種含VN、TiN粉體高鉻鑄鐵，其特征在于所述VN、TiN粉體是純度為99. 5%的 VN和純度為99. 3 %的TiN，所述粉體占高鉻鑄鐵重量百分?jǐn)?shù)是2-4%的VN和2-4%的 TiN,所述高鉻鑄鐵還包括 3. 1-3. 9%C, 18-22%Cr,0. 5-1. 0%Si，0. 6-1. 6%Mo，0. 6-1. 2%Mn,0.l-o. 4%Ni，0. 04-0. 09%V,0. 011-0. 031%S，0. 018-0. 030%P、余量為鐵的基體材料。
2.按照權(quán)利要求1所述高鉻鑄鐵，其特征在于所述VN、TiN粉體平均粒度為20-40納米。
3.—種權(quán)利要求1所述高鉻鑄鐵材料的制備方法，其特征在于所述制備方法包括以下步驟1)用中頻感應(yīng)電爐對(duì)所述基體材料進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1440-1550°C，得到基體金屬液；2)熔煉過程中用石墨增碳劑增碳，玻璃集渣除渣；3)將所述VN、TiN粉體采用爐內(nèi)沖入法沖入，得到高鉻鑄鐵溶液；4)將所述高鉻鑄鐵溶液澆注后凝固，得到所述含VN、TiN粉體高鉻鑄鐵。
4.一種利用權(quán)利要求1所述高鉻鑄鐵的耐磨件，其特征在于所述耐磨件制備方法包括如下步驟1)用中頻感應(yīng)電爐對(duì)所述基體材料進(jìn)行熔煉，熔煉溫度為1440-1550°C；2)熔煉過程中扒渣，脫氧，精煉，采用石墨增碳劑增碳，玻璃集渣除渣；3)在氬氣輸送下將所述VN、TiN粉體沖入包內(nèi)，氬氣沖入壓力為0.25MPa，粉體流量為1.5g/min，充氣2-3分鐘后，靜置2分鐘，得到高鉻鑄鐵溶液，等待澆注；4)將所述高鉻鑄鐵溶液澆入到金屬型鑄型中，澆注溫度為1340-1450°C，澆筑后冷卻到 150-200°C，破殼，冷卻到室溫獲得鑄件；5)將所述鑄件經(jīng)切除澆口后，放入拋丸機(jī)中進(jìn)行拋丸清理；6)將清理后的鑄件在箱式熱處理爐中加熱到920-960°C后保溫30分鐘后，取出空冷至室溫；7)將步驟6)中清理后的鑄件重新加熱到220-260°C后空冷至室溫，進(jìn)行低溫回火處理，完成耐磨件的加工。
5.按照權(quán)利要求4所述高鉻鑄鐵的耐磨件，其特征在于所述耐磨件是拋丸機(jī)上葉片。
6.按照權(quán)利要求5所述高鉻鑄鐵的耐磨件，其特征在于所述葉片要經(jīng)動(dòng)平衡測(cè)試，補(bǔ)償后方能使用。
全文摘要
本發(fā)明公開了含VN、TiN粉體高鉻鑄鐵、該鑄鐵制備方法和耐磨件，采用的技術(shù)方案是一種含VN、TiN粉體高鉻鑄鐵，其特征在于所述VN、TiN粉體是純度為99.5%的VN和純度為99.3%的TiN，所述粉體占高鉻鑄鐵重量百分?jǐn)?shù)是2-4%的VN和2-4%的TiN，所述高鉻鑄鐵還包括3.1-3.9%C，18-22%Cr，0.5-1.0%Si，0.6-1.6%Mo，0.6-1.2%Mn，0.1-0.4%Ni，0.04-0.09%V，0.011-0.031%S，0.018-0.030%P、余量為鐵的基體材料。有益效果在于本發(fā)明的有益效果在于VN和TiN粉體可作為高鉻鑄鐵金屬液基體和碳化物凝固的形核核心，大大提高鑄件的耐磨性；利用VN和TiN粉體來增強(qiáng)高鉻鑄鐵材料，可形成耐高沖擊摩擦磨損高鉻鑄鐵耐磨拋丸器葉片；VN和TiN粉體采用爐內(nèi)加入法，一方面加入的納米顆粒起到了強(qiáng)化作用，另一方面在爐內(nèi)加入的是氬氣，保護(hù)了金屬液。
文檔編號(hào)C22C33/08GK102212740SQ20111013777
公開日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2011年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月26日
發(fā)明者李計(jì)良, 王守仁 申請(qǐng)人:山東開泰拋丸機(jī)械有限公司