一種高鉻鑄鐵鑄件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高鉻鑄鐵鑄件，由如下成分及其質(zhì)量百分比組成：C：3.05—3.1％、Mn：0.76—0.8％、Si：0.6—0.7％、Cr：10.6—11％、B：1.2—1.4％、Cu：0.08—0.1％、V：1.2—1.4％、Ni：0.06—0.08％、P：≤0.02％、S：≤0.02％，余量為Fe。本發(fā)明通過合理改善高鉻鑄鐵鑄件的各成分配比，通過合理的熔煉、澆鑄、熱處理等加工工藝，提高了鑄件的強(qiáng)度、韌性、耐磨性，通過澆鑄時(shí)間、砂型溫度的控制，防止縮松、縮孔的產(chǎn)生，也提高了鑄件的韌性和耐磨性，抗拉強(qiáng)度為480—500MPa，相當(dāng)于HT450鑄件的性能；在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，可以減小壁厚，鑄件減重，節(jié)約成本，使用壽命提高了1.5—2倍。
【專利說明】一種高鉻鑄鐵鑄件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高鉻鑄鐵鑄件。

【背景技術(shù)】
[0002]高鉻鑄鐵是高鉻白口抗磨鑄鐵的簡稱，是一種性能優(yōu)良而受到特別重視的抗磨材料。它以比合金鋼高得多的耐磨性，和比一般白口鑄鐵高得多的韌性、強(qiáng)度，同時(shí)它還兼有良好的抗高溫和抗腐蝕性能，加之生產(chǎn)便捷、成本適中，而被譽(yù)為當(dāng)代最優(yōu)良的抗磨料磨損材料之一。
[0003]高鉻鑄鐵屬金屬耐磨材料、抗磨鑄鐵類鉻系抗磨鑄鐵的一個(gè)重要分支，是繼普通白口鑄鐵、鎳硬鑄鐵而發(fā)展起來的第三代白口鑄鐵。早在1917年就出現(xiàn)了第一個(gè)高鉻鑄鐵專利。高鉻鑄鐵一般泛指含Cr量在11-30%之間，含C量在2.0-3.6%之間的合金白口鑄鐵。
[0004]鑄件是用各種鑄造方法獲得的金屬成型物件，即把冶煉好的液態(tài)金屬，用澆注、壓射、吸入或其它澆鑄方法注入預(yù)先準(zhǔn)備好的鑄型中，冷卻后經(jīng)拋丸、打磨等，所得到的具有一定形狀，尺寸和性能的物件。
[0005]在中國專利申請?zhí)?201210144211.3中公開了一種高爐-中頻爐雙聯(lián)生產(chǎn)HT200、HT250鑄件的工藝方法。改進(jìn)了短流程生產(chǎn)工藝。高爐-中頻爐雙聯(lián)生產(chǎn)HT200、HT250鑄件的工藝方法，按如下工藝步驟實(shí)現(xiàn):高爐熔煉步驟，中頻爐調(diào)質(zhì)調(diào)溫步驟，孕育處理步驟，鑄件澆注步驟；孕育處理步驟中所用孕育劑為硅鋇合金孕育劑，含硅60-65%、鈣1.5-3.0%,鋇4-6 %、鋁1.0-1.5 %、錳8-11 %，其余為鐵，其中各成份的含量皆為質(zhì)量比。工藝成熟，技術(shù)先進(jìn)，具有節(jié)能、減排、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用在各種同牌號機(jī)床灰鑄鐵件及其它機(jī)械零部件毛坯的生產(chǎn)領(lǐng)域。該技術(shù)方案中孕育劑含鋇過多，不能發(fā)揮孕育作用，孕育劑中鋇的含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過3%是沒有必要的。
[0006]設(shè)計(jì)聞絡(luò)鑄鐵各成分的基本原則:
[0007]①采用亞共晶成分，最好控制在接近共晶成分，越接近越好；
[0008]②應(yīng)確保共晶碳化物為M7C3 ；
[0009]③共晶碳化物數(shù)量(含量)適宜；
[0010]④耐磨性與使用工況所要求的韌性應(yīng)達(dá)到最佳配合；
[0011]⑤有足夠的淬透性，空淬時(shí)不出現(xiàn)珠光體及索氏體等高溫轉(zhuǎn)變組織。
[0012]現(xiàn)有技術(shù)中的高鉻鑄鐵鑄件的配方有待改進(jìn)，制備方法有待優(yōu)化。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013]針對上述問題，本發(fā)明提供了一種高鉻鑄鐵鑄件，機(jī)械性能好，使用壽命長。
[0014]為了解決上述問題，本發(fā)明提供的技術(shù)方案為:
[0015]一種高鉻鑄鐵鑄件，由如下成分及其質(zhì)量百分比組成:C:3.05—3.1 %> Mn:
0.76—0.8%,Si:0.6—0.7%,Cr:10.6—11%,B:1.2—1.4%,Cu:0.08—0.1%,V:1.2—1.4%,Ni:0.06—0.08%,P..( 0.02%, S..( 0.02%，余量為 Fe。
[0016]優(yōu)選的，由如下成分及其質(zhì)量百分比組成:C:3.06—3.1%,Μη:0.77—0.8%,Si:0.62—0.7%,Cr:10.6—10.9%,B:1.25—1.4%,Cu:0.085—0.1%,V:1.25—1.4%,Ni:
0.06—0.075%,P..( 0.02%, S..( 0.02%，余量為 Fe。
[0017]優(yōu)選的，由如下成分及其質(zhì)量百分比組成:C:3.06%、Mn:0.78%、S1:0.65%,Cr:
10.6%,B:1.35%,Cu:0.085%,V:1.3%,N1:0.06%,P:0.01%, S:0.02%，余量為 Fe。
[0018]優(yōu)選的，由如下成分及其質(zhì)量百分比組成:C:3.08%、Mn:0.77%、S1:0.62%,Cr:
10.9%, B:1.25%, Cu:0.095%, V:1.25%, Ni:0.075%, P:0.02%, S:0.01%，余量為 Fe。
[0019]高鉻鑄鐵鑄件的制備方法，包括以下步驟:
[0020](I)制備砂型；
[0021](2)原料熔煉:采用中頻感應(yīng)爐熔煉；并現(xiàn)在爐內(nèi)底部鋪設(shè)一層石灰、氟石，石灰:氟石=4:1 (重量比)，石灰的重量為金屬料重量的1% ;加入廢鋼和生鐵熔清,先用珍珠砂覆蓋液面，溫度為1540— 1545°C時(shí)加入錳鐵；溫度為1555— 1570°C時(shí)加入硅鐵、鉻鐵調(diào)整成分，出鐵前7— 9分鐘加入硼鐵進(jìn)行變質(zhì)處理，沉淀脫氧處理；
[0022](3)將鐵水倒入鋼包，溫度1440— 1450°C ;加入鋼包覆蓋劑；
[0023](4)向鋼包中加入保溫聚渣劑覆蓋液面，并鎮(zhèn)靜8—10分鐘，再進(jìn)行扒渣處理，用鋁條進(jìn)行終脫氧處理；
[0024](5)澆鑄:溫度為 1370— 1380°C ；
[0025](6)淬火處理:200°C以下裝爐，以40°C /h的速率加熱至900°C，在溫度為900—920°C時(shí)，保溫1.3—1.4小時(shí)；在溫度為1010—10301:時(shí)，保溫1.2—1.3小時(shí)，然后空淬；
[0026](7)回火處理:以30°C /h的速率加熱至240°C，在溫度為240— 250°C時(shí)，保溫
1.2—1.4小時(shí)，在溫度為480— 500°C時(shí)，保溫1.2—1.3小時(shí)，然后冷卻至室溫。
[0027]優(yōu)選的，澆鑄時(shí)長為7— 9分鐘，澆鑄時(shí)，砂型溫度控制在240— 250°C。
[0028]對高鉻鑄鐵而言，淬火態(tài)的耐磨性優(yōu)于鑄態(tài)，無論是淬火態(tài)或鑄態(tài)，其耐磨性先是隨含碳量增加而提高，當(dāng)含碳量達(dá)到3.1 %時(shí)耐磨性最佳，進(jìn)一步提高含碳量耐磨性逐漸降低。鉻量決定碳化物類型，高鉻鑄鐵具有優(yōu)越的耐磨性主要是顯微組織中含有較多的M7C3碳化物所致。在碳化物與耐磨性關(guān)系中，耐磨性也是先隨碳化物量增加而提高，當(dāng)碳化物量增加到30%時(shí)，耐磨性的提高就不明顯了。
[0029]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為:
[0030]本發(fā)明通過合理改善高鉻鑄鐵鑄件的各成分配比，通過合理的熔煉、澆鑄、熱處理等加工工藝，提高了鑄件的強(qiáng)度、韌性、耐磨性，通過澆鑄時(shí)間、砂型溫度的控制，防止縮松、縮孔的產(chǎn)生，也提高了鑄件的韌性和耐磨性，抗拉強(qiáng)度為480—500MPa，相當(dāng)于HT450鑄件的性能；在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中，可以減小壁厚，鑄件減重，節(jié)約成本，使用壽命提高了 1.5— 2倍。

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面對本發(fā)明做進(jìn)一步說明:
[0032]實(shí)施例1:
[0033]一種高鉻鑄鐵鑄件，由如下成分及其質(zhì)量百分比組成:C:3.05%、Mn:0.8%、S1:0.6%, Cr:11%, B:1.2%, Cu:0.1%, V:1.2%, N1:0.08%, P:0.01%, S:0.02%，余量為Fe。
[0034]高鉻鑄鐵鑄件的制備方法，包括以下步驟:
[0035](I)制備砂型；
[0036](2)原料熔煉:采用中頻感應(yīng)爐熔煉；并現(xiàn)在爐內(nèi)底部鋪設(shè)一層石灰、氟石，石灰:氟石=4:1 (重量比)，石灰的重量為金屬料重量的1% ;加入廢鋼和生鐵熔清,先用珍珠砂覆蓋液面，溫度為1540°C時(shí)加入錳鐵；溫度為1570°C時(shí)加入硅鐵、鉻鐵調(diào)整成分，出鐵前7分鐘加入硼鐵進(jìn)行變質(zhì)處理，沉淀脫氧處理；
[0037](3)將鐵水倒入鋼包，溫度1450°C ;加入鋼包覆蓋劑；
[0038](4)向鋼包中加入保溫聚渣劑覆蓋液面，并鎮(zhèn)靜8分鐘，再進(jìn)行扒渣處理，用鋁條進(jìn)行終脫氧處理；
[0039](5)澆鑄:溫度為1380°C，澆鑄時(shí)長為7分鐘，澆鑄時(shí)，砂型溫度控制在250°C ；
[0040](6)淬火處理:200°C以下裝爐，以40°C /h的速率加熱至900°C，在溫度為900°C時(shí)，保溫1.4小時(shí)；在溫度為1010°C時(shí)，保溫1.3小時(shí)，然后空淬；
[0041](7)回火處理:以30°C /h的速率加熱至240°C，在溫度為240°C時(shí)，保溫1.4小時(shí)，在溫度為480°C時(shí)，保溫1.3小時(shí)，然后冷卻至室溫。
[0042]實(shí)施例2:
[0043]一種高鉻鑄鐵鑄件，由如下成分及其質(zhì)量百分比組成:C:3.1 %、Mn:0.76%, Si:0.7%, Cr:10.6%, B:1.4%, Cu:0.08%, V:1.4%, N1:0.06%, P:0.02%, S:0.01%，余量為Fe。
[0044]高鉻鑄鐵鑄件的制備方法，包括以下步驟:
[0045](I)制備砂型；
[0046](2)原料熔煉:采用中頻感應(yīng)爐熔煉；并現(xiàn)在爐內(nèi)底部鋪設(shè)一層石灰、氟石，石灰:氟石=4:1 (重量比)，石灰的重量為金屬料重量的1% ;加入廢鋼和生鐵熔清,先用珍珠砂覆蓋液面，溫度為1545°C時(shí)加入錳鐵；溫度為1555°C時(shí)加入硅鐵、鉻鐵調(diào)整成分，出鐵前9分鐘加入硼鐵進(jìn)行變質(zhì)處理，沉淀脫氧處理；
[0047](3)將鐵水倒入鋼包，溫度1440°C ;加入鋼包覆蓋劑；
[0048](4)向鋼包中加入保溫聚渣劑覆蓋液面，并鎮(zhèn)靜10分鐘，再進(jìn)行扒渣處理，用鋁條進(jìn)行終脫氧處理；
[0049](5)澆鑄:溫度為1370°C，澆鑄時(shí)長為9分鐘，澆鑄時(shí)，砂型溫度控制在240°C ；
[0050](6)淬火處理:200°C以下裝爐，以40°C /h的速率加熱至900°C，在溫度為920°C時(shí)，保溫1.3小時(shí)；在溫度為1030°C時(shí)，保溫1.2小時(shí)，然后空淬；
[0051](7)回火處理:以30°〇/11的速率加熱至2401:，在溫度為2501:時(shí)，保溫1.2小時(shí)，在溫度為500°C時(shí)，保溫1.2小時(shí)，然后冷卻至室溫。
[0052]實(shí)施例3:
[0053]一種高鉻鑄鐵鑄件，由如下成分及其質(zhì)量百分比組成:C:3.07%, Mn:0.78%, Si:0.65%, Cr:10.8%, B:1.3%, Cu:0.09%, V:1.3%, Ni:0.07%, P:0.01%, S:0.015%，余量為Fe。
[0054]高鉻鑄鐵鑄件的制備方法，包括以下步驟:
[0055](I)制備砂型；
[0056](2)原料熔煉:采用中頻感應(yīng)爐熔煉；并現(xiàn)在爐內(nèi)底部鋪設(shè)一層石灰、氟石，石灰:氟石=4:1 (重量比)，石灰的重量為金屬料重量的1% ;加入廢鋼和生鐵熔清,先用珍珠砂覆蓋液面，溫度為1542°C時(shí)加入錳鐵；溫度為1560°C時(shí)加入硅鐵、鉻鐵調(diào)整成分，出鐵前8分鐘加入硼鐵進(jìn)行變質(zhì)處理，沉淀脫氧處理；
[0057](3)將鐵水倒入鋼包，溫度1445°C ;加入鋼包覆蓋劑；
[0058](4)向鋼包中加入保溫聚渣劑覆蓋液面，并鎮(zhèn)靜9分鐘，再進(jìn)行扒渣處理，用鋁條進(jìn)行終脫氧處理；
[0059](5)澆鑄:溫度為1375°C，澆鑄時(shí)長為8分鐘，澆鑄時(shí)，砂型溫度控制在245°C ；
[0060](6)淬火處理:170—190°C裝爐，以40°C /h的速率加熱至900°C，在溫度為910°C時(shí)，保溫1.35小時(shí)；在溫度為1020°C時(shí)，保溫1.25小時(shí)，然后空淬；
[0061](7)回火處理:以30°〇/11的速率加熱至2401:，在溫度為2451:時(shí)，保溫1.3小時(shí)，在溫度為490°C時(shí)，保溫1.25小時(shí)，然后冷卻至室溫。
[0062]實(shí)施例4:
[0063]一種高鉻鑄鐵鑄件，由如下成分及其質(zhì)量百分比組成:C:3.06%, Mn:0.78%, Si:
0.65%,Cr:10.6%,B:1.35%,Cu:0.085%,V:1.3%,Ni:0.06%,P:0.01%,S:0.02%，余量為Fe。
[0064]高鉻鑄鐵鑄件的制備方法，包括以下步驟:
[0065](I)制備砂型；
[0066](2)原料熔煉:采用中頻感應(yīng)爐熔煉；并現(xiàn)在爐內(nèi)底部鋪設(shè)一層石灰、氟石，石灰:氟石=4:1 (重量比)，石灰的重量為金屬料重量的1% ;加入廢鋼和生鐵熔清,先用珍珠砂覆蓋液面，溫度為1544°C時(shí)加入錳鐵；溫度為1565°C時(shí)加入硅鐵、鉻鐵調(diào)整成分，出鐵前7分鐘加入硼鐵進(jìn)行變質(zhì)處理，沉淀脫氧處理；
[0067](3)將鐵水倒入鋼包，溫度1448°C ;加入鋼包覆蓋劑；
[0068](4)向鋼包中加入保溫聚渣劑覆蓋液面，并鎮(zhèn)靜8分鐘，再進(jìn)行扒渣處理，用鋁條進(jìn)行終脫氧處理；
[0069](5)澆鑄:溫度為1372°C，澆鑄時(shí)長為9分鐘，澆鑄時(shí)，砂型溫度控制在248°C ；
[0070](6)淬火處理:200°C以下裝爐，以40°C /h的速率加熱至900°C，在溫度為905°C時(shí)，保溫1.35小時(shí)；在溫度為1015°C時(shí)，保溫1.28小時(shí)，然后空淬；
[0071](7)回火處理:以30°〇/11的速率加熱至2401:，在溫度為2481:時(shí)，保溫1.2小時(shí)，在溫度為495°C時(shí)，保溫1.25小時(shí)，然后冷卻至室溫。
[0072]實(shí)施例5:
[0073]一種高鉻鑄鐵鑄件，由如下成分及其質(zhì)量百分比組成:C:3.08%, Mn:0.77%, Si:
0.62%,Cr:10.9%,B:1.25%,Cu:0.095%,V:1.25%,N1:0.075%,P:0.02%,S:0.01%,
余量為Fe。
[0074]高鉻鑄鐵鑄件的制備方法，包括以下步驟:
[0075](I)制備砂型；
[0076](2)原料熔煉:采用中頻感應(yīng)爐熔煉；并現(xiàn)在爐內(nèi)底部鋪設(shè)一層石灰、氟石，石灰:氟石=4:1 (重量比)，石灰的重量為金屬料重量的1% ;加入廢鋼和生鐵熔清,先用珍珠砂覆蓋液面，溫度為545°C時(shí)加入錳鐵；溫度為1560°C時(shí)加入硅鐵、鉻鐵調(diào)整成分，出鐵前9分鐘加入硼鐵進(jìn)行變質(zhì)處理，沉淀脫氧處理；
[0077](3)將鐵水倒入鋼包，溫度1440°C ;加入鋼包覆蓋劑；
[0078](4)向鋼包中加入保溫聚渣劑覆蓋液面，并鎮(zhèn)靜10分鐘，再進(jìn)行扒渣處理，用鋁條進(jìn)行終脫氧處理；
[0079](5)澆鑄:溫度為1370°C，澆鑄時(shí)長為9分鐘，澆鑄時(shí)，砂型溫度控制在240—250 0C ；
[0080](6)淬火處理:200°C以下裝爐，以40°C /h的速率加熱至900°C，在溫度為900°C時(shí)，保溫11.4小時(shí)；在溫度為1010°C時(shí)，保溫1.3小時(shí)，然后空淬；
[0081](7)回火處理:以30°〇/11的速率加熱至2401:，在溫度為2401:時(shí)，保溫1.2小時(shí)，在溫度為480°C時(shí)，保溫1.2小時(shí)，然后冷卻至室溫。
[0082] 以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種高鉻鑄鐵鑄件，其特征在于:由如下成分及其質(zhì)量百分比組成:C:3.05—3.1 %, Mn:0.76—0.8 Si:0.6—0.7 Cr:10.6—11 %、B:1.2—1.4 Cu:0.08—0.1%, V:1.2—1.4%, Ni:0.06—0.08%, P 0.02%, S 0.02%，余量為 Fe。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻鑄鐵鑄件，其特征在于:由如下成分及其質(zhì)量百分比組成:C:3.06—3.1%, Mn:0.77—0.8%, S1:0.62—0.7%, Cr:10.6—10.9%, B:1.25—1.4%,Cu:0.085—0.1%,V:1.25—1.4%,N1:0.06—0.075%,P..( 0.02%,S..( 0.02%,余量為Fe。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高鉻鑄鐵鑄件，其特征在于:由如下成分及其質(zhì)量百分比組成:C:3.06%,Mn:0.78%, S1:0.65%, Cr:10.6%, B:1.35%, Cu:0.085%, V:1.3%,Ni:0.06%,P:0.01%, S:0.02%，余量為 Fe。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高鉻鑄鐵鑄件，其特征在于:由如下成分及其質(zhì)量百分比組成:C:3.08%,Mn:0.77%,S1:0.62%,Cr:10.9%,B:1.25%,Cu:0.095%,V:1.25%,Ni:0.075%,P:0.02%, S:0.01%，余量為 Fe。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高鉻鑄鐵鑄件的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)制備砂型； (2)原料熔煉:采用中頻感應(yīng)爐熔煉；并現(xiàn)在爐內(nèi)底部鋪設(shè)一層石灰、氟石，石灰:氟石=4:1(重量比)，石灰的重量為金屬料重量的1% ;加入廢鋼和生鐵熔清，先用珍珠砂覆蓋液面，溫度為1540— 1545°C時(shí)加入錳鐵；溫度為1555— 1570°C時(shí)加入硅鐵、鉻鐵調(diào)整成分，出鐵前7— 9分鐘加入硼鐵進(jìn)行變質(zhì)處理，沉淀脫氧處理； (3)將鐵水倒入鋼包，溫度1440—1450°C ;加入鋼包覆蓋劑； (4)向鋼包中加入保溫聚渣劑覆蓋液面，并鎮(zhèn)靜8—10分鐘，再進(jìn)行扒渣處理，用鋁條進(jìn)行終脫氧處理； (5)澆鑄:溫度為1370— 1380°C ； (6)淬火處理:200°C以下裝爐，以40°C/h的速率加熱至900°C，在溫度為900— 920°C時(shí)，保溫1.3—1.4小時(shí)；在溫度為1010—1030°C時(shí)，保溫1.2—1.3小時(shí)，然后空淬； (7)回火處理:以30°C/h的速率加熱至240°C，在溫度為240— 250°C時(shí)，保溫1.2—1.4小時(shí)，在溫度為480— 500°C時(shí)，保溫1.2—1.3小時(shí)，然后冷卻至室溫。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的高鉻鑄鐵鑄件的制備方法，其特征在于:澆鑄時(shí)長為7—9分鐘，澆鑄時(shí)，砂型溫度控制在240— 250°C。
【文檔編號】C22C37/10GK104131219SQ201410364268
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月26日
【發(fā)明者】劉大喜 申請人:寧國市大泉機(jī)械有限公司