專利名稱：一種鐵合金材料及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬鑄造領(lǐng)域，指一種金屬鑄造用材料，特別是指一種鐵合金材料及制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)機(jī)械等領(lǐng)域，為了提高加工速度及減少加工工序，許多部件采用鑄造方式加工，特別是對(duì)一些結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件，采用機(jī)械加工的工序非常復(fù)雜。鑄造加工能夠一次性成型，一直得到廣泛應(yīng)用。另一方面，采用鑄造加工方式，能夠根據(jù)待加工產(chǎn)品的需要進(jìn)行合金性能的調(diào)整，即通過(guò)改變合金中的材料組成來(lái)改善合金中的某些性能。現(xiàn)技術(shù)的鑄造工藝中，為了改善或提高合金中的某項(xiàng)性能，一般是通過(guò)添加具有改善或提高這些性能的元素來(lái)實(shí)現(xiàn)，而這 些能夠改善性能的元素大部分屬于貴金屬元素或稀土元素，導(dǎo)致產(chǎn)品的生產(chǎn)成本提高。如何能夠通過(guò)采用一些價(jià)格低的元素來(lái)替代貴金屬或稀土元素在合金中的性能是本領(lǐng)域技術(shù)人員面對(duì)的課題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種高硬度高耐磨性鐵合金材料的技術(shù)方案，通過(guò)本技術(shù)方案減少了貴重金屬和稀土的使用，產(chǎn)采用含量多且價(jià)格低的元素替代這些貴金屬及稀土，同樣實(shí)現(xiàn)了高硬度高耐磨性的鐵合金。本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種鐵合金材料，其組成按重量百分比包括有，O. 8-1. 2%的碳、O. 6-0. 65%的硅、
I.1-1. 3% 的錳、I. 4-1. 6% 的鉻、O. 1-0. 2% 的鑰、O. 5-1. 0% 的鎳、O. 8-1. 2% 的鋁、O. 3-0. 5% 的銅、O. 02-0. 03% 的鈦、O. 03-0. 06% 的釩、O. 0005-0. 001% 的鈰、O. 02-0. 03% 的硼、O. 03-0. 05%的鈷，O. 01-0. 02%的鎢、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。所述的鈦是以鈦鐵合金方式加入。所述的鎳和鈷是以鎳鈷鐵合金方式加入。所述的鈰是以含有15%重量百分比的鈰鐵合金方式加入。所述的釩是以釩鐵合金方式加入。所述的鎢和鑰是以鎢鑰鐵合金方式加入。所述的制備方法是配料，按重量百分比包括有，O. 8-1. 2%的碳、O. 6-0. 65%的硅、I. 1-1. 3%的錳、
I.4-1. 6% 的鉻、O. 1-0. 2% 的鑰、O. 5-1. 0% 的鎳、O. 8-1. 2% 的鋁、O. 3-0. 5% 的銅、O. 02-0. 03%的鈦、O. 03-0. 06% 的釩、O. 0005-0. 001% 的鈰、O. 02-0. 03% 的硼、O. 03-0. 05% 的鈷，O. 01-0. 02%的鎢、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)進(jìn)行配料；將經(jīng)過(guò)計(jì)算得到的上述組成中的鐵、硅、錳、鎢鑰鐵合金首先放入熔煉爐中熔化，然后依次加入鉻、鎳鈷鐵合金、鈦鐵合金、硼、銅、釩鐵合金、鈰鐵合金，并升溫到1250-1350°C后加入鋁，保溫1-2小時(shí)；將得到的合金液在1100-1150°C下進(jìn)行澆鑄，冷卻到300-350°C后進(jìn)行退火處理；將澆鑄后的產(chǎn)品置于870-890 V的退火爐中，保溫3-5小時(shí)出爐，采用空氣冷卻，空冷速度不超過(guò)1.2°C/分鐘；淬火處理，置于930_950°C的淬火爐中，保溫2小時(shí)后進(jìn)行淬火液恒溫淬火處理，溫度到180-200°C時(shí)進(jìn)行回火處理；回火處理，在溫度為250±10°C的回火爐中保溫2. 5小時(shí)后自然冷卻。所述淬火處理的淬火液為水性淬火液。淬火液在淬火時(shí)保持溫度在130_150°C之間。
所述淬火分二個(gè)階段，第一個(gè)階段為等溫淬火，淬火速度為15-20/分鐘；當(dāng)溫度下降到600-650°C時(shí)采用第二階段淬火，淬火速度為3-5°C /秒。本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果是通過(guò)本技術(shù)方案減少了貴重金屬和稀土的使用，產(chǎn)采用含量多且價(jià)格低的元素替代這些貴金屬及稀土，同樣實(shí)現(xiàn)了高硬度高耐磨性的鐵合金。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，應(yīng)當(dāng)理解的是，以下的實(shí)施例僅能用于解釋本發(fā)明而不能解釋為是對(duì)本發(fā)明的限制。一種鐵合金材料，其組成按重量百分比包括有，O. 8-1. 2%的碳、O. 6-0. 65%的硅、I. 1-1. 3% 的錳、I. 4-1. 6% 的鉻、O. 1-0. 2% 的鑰、O. 5-1. 0% 的鎳、O. 8-1. 2% 的鋁、O. 3-0. 5% 的銅、O. 02-0. 03% 的鈦、O. 03-0. 06% 的釩、O. 0005-0. 001% 的鈰、O. 02-0. 03% 的硼、O. 03-0. 05%的鈷，O. 01-0. 02%的鎢、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。所述的鈦是以鈦鐵合金方式加入。所述的鎳和鈷是以鎳鈷鐵合金方式加入。所述的鈰是以含有15%重量百分比的鈰鐵合金方式加入。所述的釩是以釩鐵合金方式加入。所述的鎢和鑰是以鎢鑰鐵合金方式加入。所述的制備方法是配料，按重量百分比包括有，O. 8-1. 2%的碳、O. 6-0. 65%的硅、I. 1-1. 3%的錳、I. 4-1. 6% 的鉻、O. 1-0. 2% 的鑰、O. 5-1. 0% 的鎳、O. 8-1. 2% 的鋁、O. 3-0. 5% 的銅、O. 02-0. 03%的鈦、O. 03-0. 06% 的釩、O. 0005-0. 001% 的鈰、O. 02-0. 03% 的硼、O. 03-0. 05% 的鈷，
O.01-0. 02%的鎢、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)進(jìn)行配料；將經(jīng)過(guò)計(jì)算得到的上述組成中的鐵、硅、錳、鎢鑰鐵合金首先放入熔煉爐中熔化，然后依次加入鉻、鎳鈷鐵合金、鈦鐵合金、硼、銅、釩鐵合金、鈰鐵合金，并升溫到1250-1350°C后加入鋁，保溫1-2小時(shí)；將得到的合金液在1100-1150°C下進(jìn)行澆鑄，冷卻到300-350°C后進(jìn)行退火處理；將澆鑄后的產(chǎn)品置于870-890 V的退火爐中，保溫3-5小時(shí)出爐，采用空氣冷卻，空冷速度不超過(guò)1.2°C/分鐘；淬火處理，置于930_950°C的淬火爐中，保溫2小時(shí)后進(jìn)行淬火液恒溫淬火處理，溫度到180-200°C時(shí)進(jìn)行回火處理；回火處理，在溫度為250±10°C的回火爐中保溫2. 5小時(shí)后自然冷卻。所述淬火處理的淬火液為水性淬火液。淬火液在淬火時(shí)保持溫度在130_150°C之間。所述淬火分二個(gè)階段，第一個(gè)階段為等溫淬火，淬火速度為15-20/分鐘；當(dāng)溫度下降到600-650°C時(shí)采用第二階段淬火，淬火速度為3-5°C /秒。實(shí)施例I
一種鐵合金材料，其組成按重量百分比包括有，O. 8%的碳、O. 6%的硅、I. 1%的錳、I. 4%的鉻、O. 1%的鑰、O. 5%的鎳、O. 8%的鋁、O. 3%的銅、O. 02%的鈦、O. 03%的釩、O. 0005%的鈰、O. 02%的硼、O. 03%的鈷，O. 01%的鎢、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。所述的制備方法是配料，按重量百分比包括有，O. 8%的碳、O. 6%的硅、I. 1%的錳、I. 4%的鉻、O. 1%的鑰、O. 5%的鎳、O. 8%的鋁、O. 3%的銅、O. 02%的鈦、O. 03%的釩、O. 0005%的鈰、O. 02%的硼、
0.03%的鈷，O. 01%的鎢、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)進(jìn)行配料；將經(jīng)過(guò)計(jì)算得到的上述組成中的鐵、硅、錳、鎢鑰鐵合金首先放入熔煉爐中熔化，然后依次加入鉻、鎳鈷鐵合金、鈦鐵合金、硼、銅、釩鐵合金、鈰鐵合金，并升溫到1250-1350°C后加入鋁，保溫2小時(shí)；將得到的合金液在1100-1150°C下進(jìn)行澆鑄，冷卻到300-350°C后進(jìn)行退火處理；將澆鑄后的產(chǎn)品置于870-890 V的退火爐中，保溫3小時(shí)出爐，采用空氣冷卻，空冷速度不超過(guò)1.2°C/分鐘；淬火處理，置于930_950°C的淬火爐中，保溫2小時(shí)后用水性淬火液進(jìn)行淬火液恒溫淬火處理，淬火液在淬火時(shí)保持溫度在130-150°C之間，淬火溫度到180-200°C時(shí)進(jìn)行回火處理；所述淬火分二個(gè)階段，第一個(gè)階段為等溫淬火，淬火速度為15-20/分鐘；當(dāng)溫度下降到600-650°C時(shí)采用第二階段淬火，淬火速度為3-5°C /秒；回火處理，在溫度為250±10°C的回火爐中保溫2. 5小時(shí)后自然冷卻。實(shí)施例2一種鐵合金材料，其組成按重量百分比包括有，I. 2%的碳、O. 65%的硅、I. 3%的錳、
1.6%的鉻、O. 2%的鑰、I. 0%的鎳、I. 2%的鋁、O. 5%的銅、O. 03%的鈦、O. 06%的釩、O. 001%的鈰、O. 03%的硼、O. 03%的鈷，O. 02%的鎢、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。所述的制備方法是配料，按重量百分比包括有，I. 2%的碳、O. 65%的硅、I. 3%的錳、I. 6%的鉻、O. 2%的鑰、I. 0%的鎳、I. 2%的鋁、O. 5%的銅、O. 03%的鈦、O. 06%的釩、O. 001%的鈰、O. 03%的硼、O. 03%的鈷，O. 02%的鎢、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)進(jìn)行配料；將經(jīng)過(guò)計(jì)算得到的上述組成中的鐵、硅、錳、鎢鑰鐵合金首先放入熔煉爐中熔化，然后依次加入鉻、鎳鈷鐵合金、鈦鐵合金、硼、銅、釩鐵合金、鈰鐵合金，并升溫到1250-1350°C后加入鋁，保溫I. 5小時(shí)；將得到的合金液在1100-1150°C下進(jìn)行澆鑄，冷卻到300-350°C后進(jìn)行退火處理；將澆鑄后的產(chǎn)品置于870-890 V的退火爐中，保溫3小時(shí)出爐，采用空氣冷卻，空冷速度不超過(guò)1.2°C/分鐘；
淬火處理，置于930_950°C的淬火爐中，保溫2小時(shí)后用水性淬火液進(jìn)行淬火液恒溫淬火處理，淬火液在淬火時(shí)保持溫度在130-150°C之間，淬火溫度到180-200°C時(shí)進(jìn)行回火處理；所述淬火分二個(gè)階段，第一個(gè)階段為等溫淬火，淬火速度為15-20/分鐘；當(dāng)溫度下降到600-650°C時(shí)采用第二階段淬火，淬火速度為3-5°C /秒；回火處理，在溫度為250±10°C的回火爐中保溫2. 5小時(shí)后自然冷卻。實(shí)施例3一種鐵合金材料，其組成按重量百分比包括有，I. 0%的碳、O. 6%的硅、I. 2%的錳、I. 5%的鉻、O. 2%的鑰、O. 8%的鎳、I. 0%的鋁、O. 4%的銅、O. 02%的鈦、O. 04%的釩、O. 0008%的鈰、O. 04%的硼、O. 04%的鈷，O. 02%的鎢、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。所述的制備方法是配料，按重量百分比包括有，I. 0%的碳、O. 6%的硅、I. 2%的錳、I. 5%的鉻、O. 2%的·鑰、O. 8%的鎳、I. 0%的鋁、O. 4%的銅、O. 02%的鈦、O. 04%的釩、O. 0008%的鈰、O. 04%的硼、
O.04%的鈷，O. 02%的鎢、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)進(jìn)行配料；將經(jīng)過(guò)計(jì)算得到的上述組成中的鐵、硅、錳、鎢鑰鐵合金首先放入熔煉爐中熔化，然后依次加入鉻、鎳鈷鐵合金、鈦鐵合金、硼、銅、釩鐵合金、鈰鐵合金，并升溫到1250-1350°C后加入鋁，保溫I. 5小時(shí)；將得到的合金液在1100-1150°C下進(jìn)行澆鑄，冷卻到300-350°C后進(jìn)行退火處理；將澆鑄后的產(chǎn)品置于870-890°C的退火爐中，保溫3. 5小時(shí)出爐，采用空氣冷卻，空冷速度不超過(guò)1.2°C/分鐘；淬火處理，置于930_950°C的淬火爐中，保溫2小時(shí)后用水性淬火液進(jìn)行淬火液恒溫淬火處理，淬火液在淬火時(shí)保持溫度在130-150°C之間，淬火溫度到180-200°C時(shí)進(jìn)行回火處理；所述淬火分二個(gè)階段，第一個(gè)階段為等溫淬火，淬火速度為15-20/分鐘；當(dāng)溫度下降到600-650°C時(shí)采用第二階段淬火，淬火速度為3-5°C /秒；回火處理，在溫度為250±10°C的回火爐中保溫2. 5小時(shí)后自然冷卻。
權(quán)利要求
1.一種鐵合金材料，其特征在于其組成按重量百分比包括有，0. 8 -1. 2 %的碳、O. 6-0. 65% 的硅、I. 1-1. 3% 的錳、I. 4-1. 6% 的鉻、O. 1-0. 2% 的鑰、O. 5-1. 0% 的鎳、O. 8-1. 2%的鋁、O. 3-0. 5% 的銅、O. 02-0. 03% 的鈦、O. 03-0. 06% 的釩、O. 0005-0. 001% 的鈰、O. 02-0. 03%的硼、O. 03-0. 05%的鈷，O. 01-0. 02%的鎢、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵合金材料，其特征在于所述的鈦是以鈦鐵合金方式加入。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵合金材料，其特征在于所述的鎳和鈷是以鎳鈷鐵合金方式加入。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵合金材料，其特征在于所述的鈰是以含有15%重量百分比的鈰鐵合金方式加入。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵合金材料，其特征在于所述的釩是以釩鐵合金方式加入。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鐵合金材料，其特征在于所述的鎢和鑰是以鎢鑰鐵合金方式加入。
7.一種鐵合金材料制備方法，其特征在于 配料，按重量百分比包括有，O. 8-1. 2%的碳、O. 6-0. 65%的硅、I. 1-1. 3%的錳、I. 4-1. 6%的鉻、O. 1-0. 2% 的鑰、O. 5-1. 0% 的鎳、O. 8-1. 2% 的鋁、O. 3-0. 5% 的銅、O. 02-0. 03% 的鈦、O.03-0. 06% 的釩、O. 0005-0. 001% 的鈰、O. 02-0. 03% 的硼、O. 03-0. 05% 的鈷，O. 01-0. 02% 的鎢、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)進(jìn)行配料； 將經(jīng)過(guò)計(jì)算得到的上述組成中的鐵、硅、錳、鎢鑰鐵合金首先放入熔煉爐中熔化，然后依次加入鉻、鎳鈷鐵合金、鈦鐵合金、硼、銅、釩鐵合金、鈰鐵合金，并升溫到1250-1350°C后加入鋁，保溫1-2小時(shí)； 將得到的合金液在1100-1150°C下進(jìn)行澆鑄，冷卻到300-350°C后進(jìn)行退火處理；將澆鑄后的產(chǎn)品置于870-8900C的退火爐中，保溫3-5小時(shí)出爐，采用空氣冷卻，空冷速度不超過(guò)I. 2V /分鐘； 淬火處理，置于930-950°C的淬火爐中，保溫2小時(shí)后進(jìn)行淬火液恒溫淬火處理，溫度到180-200°C時(shí)進(jìn)行回火處理； 回火處理，在溫度為250±10°C的回火爐中保溫2. 5小時(shí)后自然冷卻。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鐵合金材料制備方法，其特征在于所述淬火處理的淬火液為水性淬火液。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鐵合金材料制備方法，其特征在于淬火液在淬火時(shí)保持溫度在130-150°C之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鐵合金材料制備方法，其特征在于所述淬火分二個(gè)階段，第一個(gè)階段為等溫淬火，淬火速度為15-20/分鐘；當(dāng)溫度下降到600-650°C時(shí)采用第二階段淬火，淬火速度為3-5 °C /秒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種鐵合金材料，其組成按重量百分比包括有，0.8-1.2%的碳、0.6-0.65%的硅、1.1-1.3%的錳、1.4-1.6%的鉻、0.1-0.2%的鉬、0.5-1.0%的鎳、0.8-1.2%的鋁、0.3-0.5%的銅、0.02-0.03%的鈦、0.03-0.06%的釩、0.0005-0.001%的鈰、0.02-0.03%的硼、0.03-0.05%的鈷，0.01-0.02%的鎢、余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。通過(guò)本技術(shù)方案減少了貴重金屬和稀土的使用，產(chǎn)采用含量多且價(jià)格低的元素替代這些貴金屬及稀土，同樣實(shí)現(xiàn)了高硬度高耐磨性的鐵合金。
文檔編號(hào)C22C38/54GK102899586SQ20121044713
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者王程懿 申請(qǐng)人:寧波市鄞州商業(yè)精密鑄造有限公司