專利名稱：用于防爆電機(jī)鑄件生產(chǎn)的合金鑄鐵材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于防爆電機(jī)鑄件生產(chǎn)的合金鑄鐵材料，屬于防爆電機(jī)鑄件的新材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前防爆電機(jī)以其較高的安全保證性能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種危化行業(yè)，特別是易燃易爆場(chǎng)所，如煤礦、石油天然氣、石油化工、化學(xué)行業(yè)以及紡織、冶金、城市煤氣、交通、糧油加工、造紙、醫(yī)藥等部門廣泛應(yīng)用。防爆電機(jī)作為主要的動(dòng)力設(shè)備，通常用于驅(qū)動(dòng)泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和其他動(dòng)力機(jī)械。我國(guó)近些年在防爆電機(jī)的制造水平上和整體的防爆性能上已經(jīng)有了較大的進(jìn)步，但是在一些環(huán)境極端惡劣如高寒(_40°C )和晝夜溫差極大等環(huán)境下， 采用的防爆電機(jī)仍然需要進(jìn)口。防爆電機(jī)在安全性能穩(wěn)定性上起決定作用的主要是兩個(gè)方面，一是防爆原理結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)是否合理先進(jìn)，二是使用的材料的穩(wěn)定性。在材料的穩(wěn)定性上主要是設(shè)計(jì)的隔爆面的間隙不因材料的線性膨脹而變化。目前我國(guó)在防爆電機(jī)鑄件的材料上主要應(yīng)用鑄鋼、鋼板焊接、HT200灰鑄鐵和HT250灰鑄鐵，但是這些材料在低溫強(qiáng)度和線性膨脹系數(shù)上并不適用于高寒和晝夜溫差極大的惡劣環(huán)境。最近幾年也有研究鋁合金和鋁鎂合金作為防爆電機(jī)鑄件的結(jié)構(gòu)性材料，但是只能應(yīng)用在一部分微型和小型防爆電機(jī)上， 中大型防爆電機(jī)不能使用。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于防爆電機(jī)鑄件生產(chǎn)的合金鑄鐵材料，既能滿足良好的結(jié)構(gòu)性能、鑄造成型性能、切削加工性能、良好的低溫強(qiáng)度，滿足極端環(huán)境下的結(jié)構(gòu)受力和氣體爆炸壓力的考驗(yàn)，又有較低的線性膨脹系數(shù)，滿足高寒和溫差極大環(huán)境下確保防爆電機(jī)隔爆面的設(shè)計(jì)間隙。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是提供一種用于防爆電機(jī)鑄件生產(chǎn)的合金鑄鐵材料，其特征在于由生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、增碳劑、銅、孕育劑經(jīng)過(guò)電爐熔煉，再經(jīng)過(guò)爐前變質(zhì)孕育處理，最后經(jīng)澆注成型冷卻得到本種材料。所述的生鐵使用低鈦(含鈦的質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 0.05% )、低磷(含磷的質(zhì)量分?jǐn)?shù) ^ 0. 06% )、低錳(含錳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)彡0. 3% )的18#生鐵。所述的廢鋼采用無(wú)銹一級(jí)廢鋼(厚度彡6mm)。所述的硅鐵采用75#硅鐵。所述的錳鐵采用65#錳鐵。所述的增碳劑采用含碳質(zhì)量> 95%的煅燒石油焦增碳劑。所述的孕育劑采用硅鋇孕育劑。所述的原材料配比為生鐵10 20%，廢鋼70 90%，硅鐵1 2%，錳鐵1 2%，增碳劑2 5%，銅02 0.3%，孕育劑0.5 0.8%。本材料的化學(xué)成分為C%3. 1 3. 25，Si % 1. 8 2. 1，Mn % 0. 7 0. 9，P %< 0. 07，S%< 0. 05，0. 04，Cr%< 0. 1，Cu% 0· 2 0· 3。本材料的拉伸強(qiáng)度彡275 325MPa，硬度HB170 220，231°下極限強(qiáng)度300 !350MPa，23;3K°下沖擊韌性8-lOJ/cm2，293K°下線性膨脹系數(shù)彡8*10_7Κ°。本發(fā)明的有益效果是本材料既能滿足良好的結(jié)構(gòu)性能、鑄造成型性能、切削加工性能、良好的低溫強(qiáng)度，滿足極端環(huán)境下的結(jié)構(gòu)受力和氣體爆炸壓力的考驗(yàn)，又有較低的線性膨脹系數(shù)，滿足高寒和溫差極大環(huán)境下確保防爆電機(jī)隔爆面的設(shè)計(jì)間隙。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。實(shí)施例1產(chǎn)品為防爆電機(jī)零件電機(jī)殼體，單件重量35. 5kg，型號(hào)為130，平均壁厚10mm，樹脂砂造型工藝。熔煉該種合金鑄鐵的原材料配比為生鐵10%，廢鋼84.4%，硅鐵1.3%， 錳鐵1. 2%，增碳劑2. 3%，銅0. 2%，經(jīng)過(guò)中頻感應(yīng)電爐熔化，溫度達(dá)到1520°C后，經(jīng)過(guò)光譜儀檢測(cè)對(duì)成分進(jìn)行微調(diào)，經(jīng)過(guò)爐前變質(zhì)孕育處理而成，孕育劑0. 6%，其中生鐵使用低鈦、低磷、低錳18#生鐵；廢鋼采用無(wú)銹一級(jí)廢鋼(厚度> 6mm)；硅鐵采用75#硅鐵；錳鐵采用65# 錳鐵；增碳劑采用含碳質(zhì)量為96%的煅燒石油焦增碳劑；孕育劑采用硅鋇孕育劑。澆注于電機(jī)鑄件的砂型型腔內(nèi)得到防爆電機(jī)機(jī)殼。經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，利用該種合金鑄鐵材料得到的130型電機(jī)殼體的化學(xué)成分為C% 3. 14,Si% 1. 83,Mn% 0. 79,P% 0. 053,S%
0.032，Ti% 0. 025，Cr% 0. 06，Cu% 0. 2 ；拉伸強(qiáng)度 312MPa，硬度 HB182，233K° 下極限強(qiáng)度 340MPa,233K°下沖擊韌性8. 5J/cm2，293K°下線性膨脹系數(shù)6. 5*10_7Κ°。經(jīng)過(guò)打壓試驗(yàn)后> 2^ar，應(yīng)用于高寒環(huán)境安全性能穩(wěn)定。實(shí)施例2產(chǎn)品為防爆電機(jī)零件電機(jī)殼體，單件重量13^g，型號(hào)為255，平均壁厚12mm，樹脂砂造型工藝。熔煉該種合金鑄鐵的原材料配比為生鐵15%，廢鋼75. 5%，硅鐵2%，錳鐵
1.8%，增碳劑4. 9%，銅0. 3%，經(jīng)過(guò)中頻感應(yīng)電爐熔化，溫度達(dá)到1520°C后，經(jīng)過(guò)光譜儀檢測(cè)對(duì)成分進(jìn)行微調(diào)，經(jīng)過(guò)爐前變質(zhì)孕育處理而成，孕育劑0.5%，其中生鐵使用低鈦、低磷、 低錳18#生鐵；廢鋼采用無(wú)銹純凈一級(jí)廢鋼(厚度> 6mm)；硅鐵采用75#硅鐵；錳鐵采用 65#錳鐵；增碳劑采用含碳質(zhì)量為97%的煅燒石油焦增碳劑；孕育劑采用硅鋇孕育劑。澆注于電機(jī)鑄件的砂型型腔內(nèi)得到防爆電機(jī)機(jī)殼。經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，利用該種合金鑄鐵材料得到的255型電機(jī)殼體的化學(xué)成分為C% 3. 20,Si% 1. 92,Mn% 0. 81,P% 0. 049, S% 0. 028，Ti % 0. 029, Cr % 0. 03,Cu% 0. 25 ；拉伸強(qiáng)度 286MPa，硬度 HB178，233K° 下極限強(qiáng)度 335MPa,233K°下沖擊韌性8. lj/cm2，293K°下線性膨脹系數(shù)6. 7*10_6/Κ°。經(jīng)過(guò)打壓試驗(yàn)后> 2^ar，應(yīng)用于高寒環(huán)境安全性能穩(wěn)定。實(shí)施例3產(chǎn)品為防爆電機(jī)零件電機(jī)端蓋，單件重量63kg，型號(hào)為355，平均壁厚15mm，樹脂砂造型工藝。熔煉該種合金鑄鐵的原材料配比為生鐵20%，廢鋼74. 7%，硅鐵1. 2%，錳鐵1. 4%，增碳劑2. 0 %，銅0. 3%，經(jīng)過(guò)中頻感應(yīng)電爐熔化，溫度達(dá)到1520°C后，經(jīng)過(guò)光譜儀檢測(cè)對(duì)成分進(jìn)行微調(diào)，經(jīng)過(guò)爐前變質(zhì)孕育處理而成，孕育劑0. 8%，其中生鐵使用低鈦、低磷、低錳18#生鐵；廢鋼采用無(wú)銹純凈一級(jí)廢鋼(厚度> 6mm)；硅鐵采用75#硅鐵；錳鐵采用65#錳鐵；增碳劑采用含碳質(zhì)量為95%的煅燒石油焦增碳劑；孕育劑采用硅鋇孕育劑。
澆注于電機(jī)鑄件的砂型型腔內(nèi)得到防爆電機(jī)端蓋。經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)，利用該種合金鑄鐵材料得到的355型電機(jī)端蓋的化學(xué)成分為C% 321，Si% 2. 02，Mn% 0. 82，P% 0. 055，S% 0. 035，Ti % 0. 034, Cr % 0. 05,Cu% 0. 24 ；拉伸強(qiáng)度 290MPa，硬度 HB192，233K° 下極限強(qiáng)度 342MPa,233K°下沖擊韌性9. OJ/cm2，293K°下線性膨脹系數(shù)6. 4*10_6/Κ°。經(jīng)過(guò)打壓試驗(yàn)后> 2^ar，應(yīng)用于高寒環(huán)境安全性能穩(wěn)定。
權(quán)利要求
1.一種用于防爆電機(jī)鑄件生產(chǎn)的合金鑄鐵材料，其特征在于由生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、 增碳劑、銅、孕育劑經(jīng)過(guò)電爐熔煉，再經(jīng)過(guò)爐前變質(zhì)孕育處理，最后經(jīng)澆注成型冷卻得到本種材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防爆電機(jī)鑄件生產(chǎn)的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的生鐵使用低鈦、低磷、低錳的18#生鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防爆電機(jī)鑄件生產(chǎn)的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的廢鋼采用無(wú)銹一級(jí)廢鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防爆電機(jī)鑄件生產(chǎn)的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的硅鐵采用75#硅鐵。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防爆電機(jī)鑄件生產(chǎn)的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的錳鐵采用65#錳鐵。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防爆電機(jī)鑄件生產(chǎn)的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的增碳劑采用含碳質(zhì)量> 95%的煅燒石油焦增碳劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防爆電機(jī)鑄件生產(chǎn)的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的孕育劑采用硅鋇孕育劑。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于防爆電機(jī)鑄件生產(chǎn)的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的原材料配比為生鐵5 20%，廢鋼70 90%，硅鐵1 2%，錳鐵1 2%，增碳劑2 5%， 銅0. 2 0. 3%，孕育劑0. 5 0. 8%。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于防爆電機(jī)鑄件生產(chǎn)的合金鑄鐵材料，屬于防爆電機(jī)鑄件的新材料領(lǐng)域，其特征在于由生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、增碳劑、銅、孕育劑經(jīng)過(guò)電爐熔煉，再經(jīng)過(guò)爐前變質(zhì)孕育處理，最后經(jīng)澆注成型冷卻得到本種材料。本材料既能滿足良好的結(jié)構(gòu)性能、鑄造成型性能、切削加工性能、良好的低溫強(qiáng)度，滿足極端環(huán)境下的結(jié)構(gòu)受力和氣體爆炸壓力的考驗(yàn)，又有較低的線性膨脹系數(shù)，滿足高寒和溫差極大環(huán)境下確保防爆電機(jī)隔爆面的設(shè)計(jì)間隙。
文檔編號(hào)C22C33/08GK102400033SQ20111040376
公開日2012年4月4日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者周仕勇, 李興華 申請(qǐng)人:山東省源通機(jī)械股份有限公司