一種改進(jìn)耐磨鑄鐵配料工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的名稱為一種改進(jìn)耐磨鑄鐵配料工藝。屬于機(jī)械材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】。主要是解決耐磨鑄鐵耐磨性差，使用壽命短的缺點(diǎn)。它的主要特征是：組份包括：3.1－3.4%的碳，0.6－1.0%的硅，0.8-1.4%的錳，23－26%的鉻，1.0－1.4%的鎳，1.0-1.4%的鉬，0.5-1.0%的釩，≤0.04的硫，≤0.06%的磷，余量為鐵，合計(jì)100%；形成耐磨鑄鐵的工藝步驟如下：⑴在中頻感應(yīng)電爐內(nèi)加入鉬鐵、鎳板、鉻鐵、增碳劑以及廢鋼熔化；⑵加入錳鐵、釩鐵；⑶硫、磷需控制在上述范圍內(nèi)；⑷達(dá)到1500-1540℃溫度時，澆注產(chǎn)品；⑸產(chǎn)品后期進(jìn)行1050℃淬火及180℃回火的熱處理。改進(jìn)后的耐磨鑄鐵無論是耐磨性還是弱酸堿環(huán)境中的耐腐蝕性都大大提高，特別適合于生產(chǎn)工程建筑行業(yè)施工過程中的混凝土攪拌機(jī)襯板、輸送管道內(nèi)襯管等載體。
【專利說明】一種改進(jìn)耐磨鑄鐵配料工藝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于機(jī)械材料加工【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種鑄造熔煉工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]在工程建筑行業(yè)，經(jīng)常用到高鉻鑄鐵耐磨件，但通常的高鉻鑄鐵耐磨件存在如下不足:
(1)、鑄態(tài)碳化物呈網(wǎng)狀分布容易在受到?jīng)_擊載荷時破裂，而且在實(shí)際使用中會成塊片狀剝落；
(2)、1050°C淬火+180°C回火后存在鉻屈氏體基體組織，奧氏體含量極少，韌性不夠高，而且在受到?jīng)_擊時不能硬化，降低工作界面的耐磨性。
[0003]通常耐磨鑄鐵組織結(jié)構(gòu)如圖1所示，這些缺點(diǎn)大大降低了耐磨件的耐磨性，如輸送水泥的耐磨管的使用壽命僅只有4萬方/根。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是針對上述不足之處而對高鉻鑄鐵通常選用的配料工藝做出一些改進(jìn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:一種改進(jìn)耐磨鑄鐵配料工藝，其特征在于:
配料按成分含量以質(zhì)量百分比計(jì)算包括:3.1 - 3.4%的碳，0.6-1.0%的硅，0.8-1.4%的錳，23 — 26% 的鉻，1.0 — 1.4% 的鎳，L 0-1.4% 的鑰，0.5-1.0% 的釩，(0.04 的硫，(0.06%的磷，余量為鐵，合計(jì)100% ；
形成耐磨鑄鐵的工藝步驟如下:
⑴將含上述比例的鑰、鎳、鉻、硅、碳以及絕大部分余量鐵加在中頻感應(yīng)電爐內(nèi)熔化； ⑵熔化后加入含上述比例的錳、釩以及極少小部分余量鐵；
⑶硫、磷兩種微量元素屬有害元素由各種原材料帶入，不專門加入，需控制加入的各種原材料中硫、磷含量不得超出上述范圍；
⑷待鐵水溫度達(dá)到1500-1540°C范圍，澆注產(chǎn)品；
(5)產(chǎn)品后期進(jìn)行1050°C淬火及180°C回火的熱處理。
[0006]本發(fā)明由于采用以上配料及工藝方法，碳和鉻可以使鑄鐵能夠生成碳化物，錳可以促進(jìn)碳化物形成，鑰可以穩(wěn)定碳化物，釩能更有效地穩(wěn)定碳化物，鎳可以促進(jìn)基體奧氏體化，并促使碳化物間斷，不形成連續(xù)網(wǎng)狀枝晶，在熱處理后獲得70-80%馬氏體與20-30%奧氏體混合型基體組織，馬氏體呈斷續(xù)粒狀，奧氏體組織大大增加了韌性，不易產(chǎn)生沖擊破裂，而且在受到?jīng)_擊載荷時產(chǎn)生沖擊硬化，增強(qiáng)了工作界面的耐磨性能。特別是在工程建筑行業(yè)日常工作中經(jīng)常會存在弱酸堿環(huán)境，改進(jìn)后的耐磨鑄鐵耐磨性大大提高，如使用此配料工藝的輸送水泥的耐磨管每根使用壽命達(dá)到了 6萬方以上，同時也提高了工作環(huán)境中的耐腐蝕性。本發(fā)明具有使耐磨鑄鐵韌性高、不易產(chǎn)生沖擊破裂、增強(qiáng)工作界面耐磨性能的特點(diǎn)。本發(fā)明主要用于工程建筑行業(yè)的高鉻鑄鐵耐磨件。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是通常耐磨鑄鐵組織結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是改進(jìn)后耐磨鑄鐵組織結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]選用以下配料(以質(zhì)量百分比計(jì)算)，總重量按1000公斤計(jì)算:
碳:3.3% ；硅:0.6% ;錳:1.4% ；鉻:25% ;鎳:1.1% ;鑰:1.3% ；釩:0.8% ；硫:0.03% ；磷:0.03% ;鐵:余量。
[0010]形成耐磨鑄鐵的工藝步驟如下:
⑴將23.6公斤的含鑰量55%、含硅量1.5%鑰鐵(折算后含鑰1.3%，含硅0.04%)、11公斤的含鎳量99.9%鎳板(折算后含鎳1.1%)、417公斤的含鉻量60%、含硅量1%、含碳量1.5%低碳鉻鐵(折算后含鉻25%，含硅0.42%，含碳0.63%)、25公斤的含碳量99.9增碳劑(折算后含碳2.5%)以及494.4公斤的含碳量0.26%、含硅量0.22%、含錳量0.40%、含釩量0.30%廢鋼(折算后含碳0.13%，含硅0.21%，含錳0.2%，含釩0.15%)加在中頻感應(yīng)電爐底部熔化；⑵熔化后加入16公斤含錳量75%、含碳量2%中碳錳鐵(折算后含1.2%錳，含碳0.03%)、13公斤的含釩量50%、含硅量2.5%含碳量0.6%釩鐵(折算后含釩0.65%，含硅
0.03%，含碳量 0.01%)；
⑶硫、磷兩種微量元素屬有害元素由各種原材料帶入，不專門加入，需控制加入的各種原材料中硫、磷含量不得超出上述范圍；
⑷待鐵水溫度達(dá)到1500-1540°C范圍，澆注成輸送水泥的耐磨管；
(5)將上述耐磨管后期進(jìn)行1050°C淬火及180°C回火的熱處理。
[0011]在配料中加入碳和鉻，使鑄鐵能夠生成76.5%碳化物，提供耐磨性的基礎(chǔ)。
[0012]在配料中加入鑰，使碳化物細(xì)化，破壞網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，另外鑰的電極電位是-0.2，比純鐵基_0.44聞，加入鑰提聞了基體的電極電位，提聞了耐腐蝕性。
[0013]在配料中加入釩，更有效使碳化物細(xì)化，直接產(chǎn)生粒狀碳化物。
[0014]在配料中加入鎳，使基體中出現(xiàn)28%奧氏體，伸長率46%，通常耐磨鑄鐵中珠光體或屈氏體伸長率為20-25%，奧氏體明顯提高了基體韌性，并且在受到?jīng)_擊載荷時馬氏體化，增加工作界面的耐磨性，另外鎳的電極電位是-0.246，比純鐵基-0.44高，加入鎳提高了基體電極電位，提高了耐腐蝕性。
[0015]在配料中將錳的含量提高到1.4%，在枝晶形成時促進(jìn)碳化物形成，并且保證基體韌性。
[0016]改進(jìn)后的耐磨鑄鐵無論是耐磨性還是弱酸堿環(huán)境中的耐腐蝕性都大大提高，特別適合于生產(chǎn)工程建筑行業(yè)施工過程中的混凝土攪拌機(jī)襯板、輸送管道內(nèi)襯管等載體。
[0017]改進(jìn)后耐磨鑄鐵組織結(jié)構(gòu)如圖2所示。
【權(quán)利要求】
1.一種改進(jìn)耐磨鑄鐵配料工藝，其特征在于: 配料以質(zhì)量百分比計(jì)算包括:3.1 - 3.4%的碳，0.6-1.0%的硅，0.8-1.4%的錳，23 —26% 的鉻，1.0-1.4% 的鎳，1.0-1.4% 的鑰，0.5-1.0% 的釩，(0.04 的硫，(0.06% 的磷，余量為鐵，合計(jì)100%; 形成耐磨鑄鐵的工藝步驟如下: ⑴在中頻感應(yīng)電爐內(nèi)加入鑰鐵、鎳板、鉻鐵、增碳劑以及廢鋼開始熔化； ⑵溶化后加入猛鐵、f凡鐵； ⑶硫、磷兩種微量元素屬有害元素由各種原材料帶入，不專門加入，需控制加入的各種原材料中硫、憐含量； ⑷待鐵水溫度 達(dá)到1500-1540°c范圍，澆注產(chǎn)品； (5)產(chǎn)品后期進(jìn)行1050°C淬火及180°C回火的熱處理。
【文檔編號】C22C33/08GK104131214SQ201310158226
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年5月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年5月2日
【發(fā)明者】張立波, 張愛國, 何凱 申請人:襄陽通威機(jī)械有限公司