專利名稱:一種鐵合金的制作方法
一種鐵合金，屬于硬質(zhì)耐磨材料。用作塑料擠出機(jī)、塑料注射機(jī)機(jī)筒或者其他雙金屬筒體的襯里。
在塑料擠出機(jī)或塑料注射機(jī)機(jī)筒外加熱，通過筒壁傳熱使機(jī)筒中塑料熔融，螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)、塑料在高壓下被推向模具。機(jī)筒在200℃～400℃溫度和300kg/cm2～3000kg/cm2壓力的工況條件下工作，內(nèi)壁磨損很厲害。尤其在塑料中摻有填充料或是增強(qiáng)劑時(shí)，筒壁的磨損更是劇烈。在一些不正常的工況條件下，緒如加熱失控、螺桿受力有偏移、螺桿與筒壁接觸等情況發(fā)生時(shí)，局部溫度會(huì)高達(dá)700℃以上，會(huì)使機(jī)筒內(nèi)壁發(fā)生局部退火并且磨損劇增。所以，一般的鋼材機(jī)筒或是經(jīng)過氮化處理的鋼材機(jī)筒都不能良好地持續(xù)正常工作。若干年來，發(fā)展起雙金屬筒體，以高硬度、高耐磨鐵合金作機(jī)筒的襯里材料。
美國(guó)艾克薩洛公司的專利(U.S.Patent 3，658，515號(hào))是在美國(guó)專利2，046，913和2，046，914號(hào)基礎(chǔ)上的發(fā)展，它們?cè)阼F合金的組份上有相似之處，也有差異;就性能來說，在熱硬性和抗回火性上有進(jìn)步，其成份如下
碳 3.30～3.90 重量百分比
錳 1.20～1.60 重量百分比
硅 0.65～1.10 重量百分比
鎳 4.10～5.00 重量百分比
硼 0.75～1.25 重量百分比
鉻 0.90～1.40 重量百分比
鉬 ≤0.30 重量百分比
占其余重量百分比的是鐵。
上述鐵合金，澆鑄在金屬筒體內(nèi)形成襯里后，報(bào)導(dǎo)中測(cè)定的最佳值如下
熱硬性
溫度℃ 260 371 482.2 537.7 593.3 648.8
硬度HRC 62.3 55.7 49.5 44 42 28.5
回火硬度
加熱溫度C 315 377 426.6 482.2 537.7 593.3 648.8
測(cè)試硬度HRC 62 59.3 60.8 58.6 57.4 51.7 58.2
如是，上述的鐵合金，一般地說也能滿足大多數(shù)塑料擠出機(jī)、塑料注射機(jī)機(jī)筒的要求，但是在工作溫度高于371℃后，其硬度下降;在溫度480℃后，其硬度急劇下降;當(dāng)處于不正常工況條件下硬度下降就會(huì)更明顯。
眾所周知，硬度和耐磨性有一定的關(guān)系，特別是在較高溫度的工作環(huán)境中，更是如此。因此鐵合金的熱硬性能與抗回火性能越高越好。本發(fā)明述及的鐵合金能在高溫下保持應(yīng)有的硬度，表現(xiàn)出其優(yōu)良的耐磨性能。在熱硬特性和抗回火特性上優(yōu)于在組份上不同于現(xiàn)有報(bào)導(dǎo)中有記載的鐵合金。
本發(fā)明的鐵合金成份如下
碳 2.00～3.25 重量百分比
錳 0.40～1.20 重量百分比
硅 0.40～0.90 重量百分比
鉻 0.70～1.50 重量百分比
鎳 3.90～4.75 重量百分比
硼 0.60～1.20 重量百分比
磷 ≤0.05 重量百分比
硫 ≤0.05 重量百分比
鐵 平衡到100%，其中磷和硫的含量越少越好。
本發(fā)明的鐵合金，經(jīng)澆鑄在金屬筒內(nèi)形成襯里后，測(cè)定其性能如下
熱硬性
溫度℃ 260 370 480 540 600 650
硬度HRC 63 61 57.5 54 47.5 34
回火硬度
加熱溫度℃ 190 250 380 500 610 700
測(cè)試硬度HRC 65 64 61 58 57 60
由此可以看出本發(fā)明的鐵合金的性能在熱硬性和抗回火性上要優(yōu)良得多，以此鐵合金為襯里，可制得高硬度高耐磨的雙金屬筒體。
舉實(shí)施例如下
熔煉后的鐵合金，在室溫下，測(cè)定其硬度HRC為64。經(jīng)分析，其組份列在下面
碳 2.96 重量百分比
錳 0.76 重量百分比
硅 0.56 重量百分比
磷 0.038 重量百分比
硫 0.02 重量百分比
鉻 1.35 重量百分比
鎳 4.47 重量百分比
硼 0.768 重量百分比
占剩下重量百分比的是鐵。
在將本發(fā)明的鐵合金造粒，成1厘米左右大小，裝入鋼筒中，兩端封住。其中一端留有孔隙，通入保護(hù)氣體也可加入還原劑，使之在置于1130～1200℃高溫下加熱時(shí)，鐵合金不致于被氧化。待鐵合金粒料全部熔化后，將鋼筒放在離心機(jī)上高速旋轉(zhuǎn)。料液在離心力作用下分布在筒體的內(nèi)壁上，形成內(nèi)襯。經(jīng)緩慢冷卻至室溫，切除其兩端的封頭并進(jìn)行常規(guī)的機(jī)械加工，就得到具有一層均勻的硬質(zhì)耐磨鐵合金層的雙金屬筒體。制得的雙金屬筒體，放在枱鉗上做壓扁試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)管壁的兩層金屬間有剝落和開裂跡象，證明其具有良好的結(jié)合能力。
權(quán)利要求
1、一種鐵合金，屬于硬質(zhì)耐磨材料，其特征在于鐵合金的成份
碳 2.00～3.25 重量百分比
錳 0.40～1.20 重量百分比
硅 0.40～0.90 重量百分比
鉻 0.70～1.50 重量百分比
鎳 3.90～4.75 重量百分比
硼 0.60～1.20 重量百分比
磷 ≤0.05 重量百分比
硫 ≤0.05 重量百分比
鐵 平衡到100%。
其中磷和硫的含量越少越好。
2、據(jù)權(quán)利要求
1所述的鐵合金，其特征在于可以作為塑料擠出機(jī)、塑料注射機(jī)機(jī)筒或者其他雙金屬筒體的襯里。
3、據(jù)權(quán)利要求
2所述的鐵合金襯里雙金屬筒體的制造方法的特征在于將鐵合金料造粒，置于金屬筒中，把筒的兩端封住，其中一端留有孔隙。在1130～1200℃下加熱，使筒體中鐵合金料粒熔化。高速離心旋轉(zhuǎn)筒體，鐵合金料液分布于其內(nèi)壁。經(jīng)緩慢冷卻即制得雙金屬筒體，具有本發(fā)明的鐵合金襯里。
4、據(jù)權(quán)利要求
1所述的鐵合金，其特征在于鐵合金的實(shí)際組份是
碳 2.96 重量百分比
錳 0.76 重量百分比
硅 0.56 重量百分比
磷 0.038 重量百分比
硫 0.02 重量百分比
鉻 1.35 重量百分比
鎳 4.47 重量百分比
硼 0.768 重量百分比
占剩下重量百分比的是鐵。
專利摘要
一種鐵合金，屬于硬質(zhì)耐磨材料。是塑料擠出機(jī)、塑料注射機(jī)機(jī)筒或者其他雙金屬筒體的襯里材料。鐵合金的組分是碳占重量百分比的2.00～3.25、錳占重量百分比的0.40～1.20、硅占重量百分比的0.40～0.90、鉻占重量百分比的0.70～1.50、鎳占重量百分比的3.90～4.75、硼占重量百分比的0.60～1.20、占其余重量百分比的是鐵。本發(fā)明的鐵合金、經(jīng)離心澆鑄在金屬筒內(nèi)制得雙金屬筒體后，經(jīng)測(cè)定具有優(yōu)良的熱硬特性和抗回火性能。
文檔編號(hào)B22D13/00GK85103868SQ85103868
公開日1986年10月29日 申請(qǐng)日期1985年4月30日
發(fā)明者唐千根, 陳德文 申請(qǐng)人:上海市輕工機(jī)械技術(shù)研究所導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan