專利名稱：錳系無磁性鑄鐵合金材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到一種錳系無磁性鑄鐵合金材料。
背景技術(shù)：
許多電工設(shè)備(如電機(jī)、感應(yīng)電爐、變壓器、整流器等)上的零件工作時(shí)，是處在交變磁場的作用下進(jìn)行工作的，如果這些零件磁導(dǎo)率高，便會(huì)在零件內(nèi)部產(chǎn)生很強(qiáng)的渦流，使零件溫度升高，這不但會(huì)造成電能的損失，而且嚴(yán)重時(shí)會(huì)使這些零件發(fā)生嚴(yán)重的氧化和變形，造成零件失效，設(shè)備不能正常工作，甚至損壞。因此，這類零件需要選用磁導(dǎo)率很低的金屬材料來制作，一般要求相對磁導(dǎo)率小于3.5。目前生產(chǎn)中使用的低磁導(dǎo)率的金屬材料主要有鋁、銅等有色金屬及其合金。這些有色金屬及合金由于力學(xué)性能低(特別是強(qiáng)度、硬度較低)，作為結(jié)構(gòu)材料制做零件往往截面尺寸較大，造成材料消耗大，而且有色金屬及其合金資源缺少、價(jià)格高，導(dǎo)致產(chǎn)品成本提高。因此，僅僅因?yàn)樾枰档痛艑?dǎo)率而消耗大量的有色金屬及其合金，無論從經(jīng)濟(jì)效益還是社會(huì)效益上分析都是不合理的，因此，發(fā)明一種力學(xué)性能優(yōu)良，加工工藝性好，便于組織生產(chǎn)，成本又低的新型無磁性電工材料，用來代替有色金屬及其合金在這些領(lǐng)域的應(yīng)用，具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
普通鑄鐵是一種成本低，加工、成型工藝性能好，被廣泛應(yīng)用的一種工程材料。本發(fā)明的目的是，在普通鑄鐵的基礎(chǔ)上通過添加部分合金元素，改變材料性能，提供一種錳系無磁性鑄鐵合金材料。
本發(fā)明的技術(shù)方案是，利用普通鑄鐵熔煉工藝，添加以錳元素材料為主要合金成分，與其它合金元素材料構(gòu)成合理的材料配比，得到一種錳系無磁性鑄鐵合金材料。
本發(fā)明錳系無磁性鑄鐵合金材料組份為(質(zhì)量分?jǐn)?shù))C3.0％-3.8％；Si2.0％-3.1％；Mn6％-11％；Cu0.5-2.5％；Al0.1-1.0％；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
錳系無磁性鑄鐵合金材料的主要原料是原生鐵，廢鋼，硅鐵，錳鐵，銅和鋁。
本發(fā)明錳系無磁性鑄鐵合金材料的制備采用本領(lǐng)域傳統(tǒng)工藝及設(shè)備。熔煉工藝包括配料，熔煉，孕育，澆注；熔煉設(shè)備包括感應(yīng)電爐或沖天爐等。
本發(fā)明錳系無磁性鑄鐵合金材料組份，在上述范圍內(nèi)，根據(jù)不同鑄件厚度優(yōu)選如表1所述。
表1不同厚度鑄件材料化學(xué)成分范圍(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，％)

本發(fā)明錳系無磁性鑄鐵合金材料達(dá)到的主要性能指標(biāo)如表2。
表2錳系無磁鑄鐵的主要性能指標(biāo)

本發(fā)明在普通鑄鐵的基礎(chǔ)上添加部分合金元素而得到的一種相對磁導(dǎo)率在3.5以下的新型電工合金材料。本發(fā)明錳系無磁性鑄鐵合金材料的優(yōu)良效果如下(1)磁導(dǎo)率低。大大低于鋼和普通鑄鐵，接近于銅、鋁。
(2)成本低。成本約為鋁合金件價(jià)格的1/4，是銅合金件的1/7～1/8。
(3)生產(chǎn)工藝簡單。與普通鑄鐵傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝相同，沒有特殊要求。
應(yīng)用錳系無磁性鑄鐵合金材料可以大大降低產(chǎn)品成本，節(jié)約有色金屬資源，具有非常可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明錳系無磁性鑄鐵合金材料主要用于在交變磁場下工作的結(jié)構(gòu)件，具體實(shí)施例如表3。
表3實(shí)施例錳系無磁性鑄鐵合金材料配比

實(shí)施例1-3的錳系無磁性鑄鐵合金材料制備方法按本領(lǐng)域傳統(tǒng)工藝加工。
熔煉設(shè)備感應(yīng)電爐或沖天爐。
熔煉工藝為配料-熔煉-孕育-澆注。
權(quán)利要求
1.一種錳系無磁性鑄鐵合金材料，其特征為該材料成分組成為，質(zhì)量分?jǐn)?shù)C3.0％-3.8％；Si2.0％-3.1％；Mn6％-11％；Cu0.5-2.5％；Al0.1-1.0％；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錳系無磁性鑄鐵合金材料，其特征為鑄件壁厚＜15mm時(shí)，該合金材料成分組成為，質(zhì)量分?jǐn)?shù)C3.2％-3.8％；Si2.6％-3.1％；Mn6％-9％；Cu1.5-2.5％；Al0.1-0.6％；余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錳系無磁性鑄鐵合金材料，其特征為鑄件壁厚15～30mm時(shí)，該合金材料成分組成為，質(zhì)量分?jǐn)?shù)C3.1％-3.6％；Si2.2％-3.0％；Mn7％-10％；Cu1.0-2.0％；Al0.4-0.8％；余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的錳系無磁性鑄鐵合金材料，其特征為鑄件壁厚30～100mm時(shí)，該合金材料成分組成為，質(zhì)量分?jǐn)?shù)C3.0％-3.6％；Si2.0％-2.8％；Mn8％-11％；Cu0.6-1.8％；Al0.5-1.0％；余量為Fe和不可避免的雜質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬材料，尤其涉及到一種錳系無磁性鑄鐵合金材料。其材料的成分組成為(質(zhì)量分?jǐn)?shù))C3.0％－3.8％；Si2.0％－3.1％；Mn6％－11％；Cu0.5－2.5％；Al0.1－1.0％；其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。該材料具有接近于銅、鋁的磁導(dǎo)率，其生產(chǎn)成本約為鋁合金件價(jià)格的1/4，是銅合金件的1/7～1/8，生產(chǎn)工藝簡單。應(yīng)用錳系無磁性鑄鐵合金材料可以大大降低產(chǎn)品成本，節(jié)約有色金屬資源，具有非?？捎^的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。是一種良好的稀有金屬的替代材料。
文檔編號(hào)C22C37/10GK1804087SQ20061004204
公開日2006年7月19日 申請日期2006年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月18日
發(fā)明者初福民, 李明弟, 李長龍, 孫清洲, 張普慶, 趙中魁 申請人:山東建筑工程學(xué)院