專利名稱：：磷、銅、鉻、鈦磷系列耐磨鑄鐵材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于金屬材料領(lǐng)域中磷系列耐磨鑄鐵新材料。可用于鑄造耐磨的機(jī)械零部件如齒輪、凸輪等?；诣T鐵的機(jī)械性能雖好，但耐磨性差，采用高磷(P%＝0.5～0.7%)的鑄鐵，磷共晶以堅(jiān)硬的骨架存在于較軟的金屬基體上，因而提高了鑄鐵的耐磨性，但磷共晶性脆，它只適合形狀不復(fù)雜，承擔(dān)靜載荷和受壓情況下工作的零件。為了克服高磷鑄鐵的“脆、裂、松”的弱點(diǎn)，又保持其耐磨性，又出現(xiàn)了一種磷、銅、鈦新型耐磨材料，在機(jī)械工業(yè)出版社出版、洛陽市科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)編的《鑄鐵熔制》(書號(hào)15033、5484)一書第五章第一節(jié)中有記載，其化學(xué)成份如下C％Si%Mn%P%S%Cu%Ti%2.9～3.21.2～1.70.5～0.90.35～0.6≤0.120.6～1.00.09～0.15</table></tables>這種合金鑄鐵保持了高磷鑄鐵的耐磨性，且提高了機(jī)械性能，因而在機(jī)床上得到廣泛的應(yīng)用，但該合金鑄鐵有下列三個(gè)缺點(diǎn)1、為了獲得良好的機(jī)械性能，必須保持低碳當(dāng)量(CE＝3.5～4)，因而其含硅量低，當(dāng)Si＜1.6%時(shí)，鑄小工件時(shí)極易出現(xiàn)白口。2、為保持其耐磨性，不能降低含磷量，且碳當(dāng)量低，擴(kuò)大了凝固區(qū)、工件易出現(xiàn)疏松缺陷。3、P-Cu-Ti合金鑄鐵對(duì)原材料的要求較高、要選用高質(zhì)量的的原生鐵，配料時(shí)還須加入25～40%的廢鋼量，以保證組織致密，提高機(jī)械性能。本發(fā)明的目的是找到一種既具有高的耐磨性又有好的機(jī)械性能，還能克服P-Cn-Ti合金鑄鐵缺點(diǎn)的新材質(zhì)，其化學(xué)成份如下本發(fā)明在P-Cu-Ti合金材質(zhì)基礎(chǔ)上加入了合金元素Cr，它能改變鑄鐵的組織，使珠光體細(xì)化，石墨大小均勻，當(dāng)Cr與Cu、Ti同時(shí)存在時(shí)，還會(huì)使Cu的細(xì)化組織作用更明顯。鉻與鐵能形成連續(xù)固溶體，提高了基體的強(qiáng)度，而鉻能與碳形成多種碳化物，其與碳的親和力大于Mn、Fe、它能取代鐵形成復(fù)合滲碳體(Fecr)3C，硬度比Fe3C高，形成的復(fù)雜碳化物(Cr·Fe)7C3，(Cr·Fe)23·C6能大大提高鑄鐵的耐磨性。本發(fā)明有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)1、由于Cr、Cu對(duì)組織的細(xì)化作用，及Ti對(duì)鐵水的凈化作用，使本發(fā)明的鑄鐵組織致密，具有較高的硬度(HB215～HB285)，其耐磨性比P-Cu-Ti鑄鐵高一倍左右。2、由于加入了鉻，使鑄鐵的組織致密，抗氧性增加，因而零件加工后表面光潔度可提高二級(jí)。3、本發(fā)明的材質(zhì)成份范圍寬，當(dāng)P增至0.6%，Cu增至1.5%，Si增至2.5%時(shí)仍可保持良好的機(jī)械性能。4、本發(fā)明碳硅當(dāng)量與共晶成份相近(CE＝3.3～4.5)，鐵水流動(dòng)性好，P%低，縮小了凝固區(qū)，工件冷卻時(shí)可得到充分補(bǔ)縮，因而工件出現(xiàn)疏松缺陷的機(jī)率少、可降低鑄件的廢品率。5、在相同的含碳條件下，出現(xiàn)白口的機(jī)率少，產(chǎn)生裂紋的可能性少，因此可用于鑄造形狀復(fù)雜的鑄件。6、本發(fā)明熔化工藝簡(jiǎn)單，熔化設(shè)備使用沖天爐或煤粉爐均可，對(duì)原生鐵和爐料無特殊要求，且可采用常規(guī)鑄造工藝，便于推廣使用。7、切削性能較好，可用常規(guī)刀具加工，加工后光潔度可提高2級(jí)，且合金元素總量低，其成本與P-Cu-Ti合金鑄鐵相近。比HT20-40灰鑄鐵成本提高不超過50%。而其耐磨性比HT20-40灰鑄鐵高兩倍以上。實(shí)施例1987年5月25日，在南寧減速機(jī)廠1.5噸卡腰三節(jié)爐里進(jìn)行熔煉，批料重量150Kg，配料比例∶原生鐵∶回爐鐵∶廢鋼＝50∶30∶20。每批料中各種配料數(shù)量:出爐鐵水溫度1410℃;澆鑄溫度1370℃合金加入方式Cu放在鐵水槽沖入包中，其余合金由爐后加入，鐵水在包內(nèi)要進(jìn)行充分的攪拌，使之均勻。工件澆鑄順序先澆小件、薄壁件，后澆大件，厚壁件。澆鑄出的合金鑄鐵成分澆鑄出的合金鑄鐵在廣西大學(xué)力學(xué)實(shí)驗(yàn)室做抗彎測(cè)試，其它測(cè)試在南寧市印機(jī)廠進(jìn)行，其性能如下:石墨分布形狀石墨長(zhǎng)度珠光體數(shù)量珠光體間距碳化物數(shù)量磷共晶類型磷共晶數(shù)量A型細(xì)片狀10～15mm≥98％4％呈細(xì)粒狀彌散分布二元十三元磷共晶4％耐磨性比HT20-40高兩倍以上，重載荷下，耐磨性提高更為顯著。權(quán)利要求1.一種含有磷、銅、鈦合金元素的磷系列耐磨鑄鐵材料，其特征在于其中含有0.25～0.6%(重量)的鉻合金元素成份。2.按權(quán)利要求1所述的磷系列耐磨鑄鐵材料，其特征在于其中含有0.22～0.34%(重量)的磷1.71～2.5%(重量)的硅全文摘要磷、銅、鉻、鈦磷系列耐磨鑄鐵材料。文檔編號(hào)C22C37/06GK1040226SQ8810905公開日1990年3月7日申請(qǐng)日期1988年9月30日優(yōu)先權(quán)日1988年9月30日發(fā)明者王寶棣申請(qǐng)人:廣西大學(xué)