CN101067184A - 高硅铬钼铜铸铁 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高硅铬钼铜铸铁，其特征在于：由以下原料按重量份制成：废钢56－61份、生铁18－22份、硅铁16－18份、铬铁1－2份、钼铁0.15－0.3份、铜3－8份。本发明克服高硅铸铁中因硅含量过高所导致的铸铁脆性大、硬度强，加工困难等缺点，降低了铸件硬度，提高了切屑加工性能；在不降低耐腐蚀性能的同时，使硬度降低，强度提高，冲击韧性增强，机械性能提高，机械加工性能大大改善，进一步提高铸铁的耐腐蚀性能和耐磨耐冲刷性能。本发明产品既保留了高硅耐腐蚀铸铁的强耐腐蚀性能，又继承了高硅铜的优良的可加工性能，同时还提高了材料的机械性能，从而拓展了新材料的应用领域。

Description

高硅铬钼铜铸铁

技术领域

本发明属于耐腐蚀材料领域，尤其涉及高硅铬钼铜铸铁材料及其熔炼浇注工艺。

背景技术

当前国内耐腐蚀材料领域中，耐腐蚀铸铁占有重要地位，其中高硅铸铁、高硅铜铸铁等耐腐蚀材料在生产实际被广泛应用，由于这些耐腐蚀铸铁各自存在优缺点，在应用领域具有一定的局限性。含硅量14.5----16％的高硅耐腐蚀铸铁具有生产工艺简单、成本低、耐腐蚀能力强等优点，但同时由于高硅铸铁硅含量高，具有脆性大、硬度高，不能参加金属切削等缺点，其应用范围因此受到很大限制。高硅铜铸铁由于加入适量的铜，从而提高了金属加工性能，目前广泛应用于耐酸机件、泵、储藏器、管接头、循环器、冷凝器等零件的制造。但由于铜加入量7-8％，降低了该材料的耐腐蚀性能。在许多腐蚀环境中耐腐蚀性较差。

发明内容

本发明的目的在于：针对目前耐腐蚀铸铁中普遍存在的切屑加工困难及高硅铜耐腐蚀性降低等方面的的弱点，通过对耐腐蚀铸铁中硅、铜、铬、钼等元素含量进行合理调整，提供一种具有高强耐腐蚀性能、优良的可加工性能及机械性能的高硅铬钼铜铸铁，同时还提供其熔炼浇注工艺。

本发明通过以下方案实现：由以下原料按重量份制成：废钢56-61份、生铁18-22份、硅铁16-18份、铬铁1-2份、钼铁0.15-0.3份、铜3-8份。

本发明按重量比为废钢∶生铁∶硅铁∶铬铁∶钼铁∶铜＝58∶20∶16∶2∶0.25∶3.75。

本发明所述的高硅铬钼铜铸铁化学成分：元素％：C0.8-1；SI12.5---13.5；Cr 2-3；Mo 0.5-1；Cu 3-4；Mn0.5-0.8；Re0.01-0.03；S≤0.04；P≤0.01。

本发明所述废钢化学成分满足：

元素：C        Si        Mn         S         P

％：  0.4      0.3       0.3        ≤0.05    ≤0.04

硅铁：含硅量75-80％，其化学成分：

元素：Si       Mn        CI         P         S

％：  72-80    ≤0.5     ≤0.5      ≤0.4     ≤0.2

生铁化学成分：

化学成分  C        Si           Mn         P         S

％        4-4.2    1.26-1.75    0.5-0.8    ≤0.01    ≤0.04。

本发明所述的高硅铬钼铜铸铁，由以下制备工艺制得：第一步：取料：按重量配比取废钢、生铁、硅铁、铬铁、钼铁、电解铜；

第二步：熔炼：将所有原料预热至50-80度后，依次按以下顺序投料：废钢、生铁、硅铁、铬、钼、电解铜，投入GW系列中频铁芯感应熔炼炉内，当炉料全部熔成铁水，加覆盖剂加热到1600-1700℃，停止供电，排渣。当铁水温度降至1350-1400℃时，倾炉取铁水浇样块，速送炉前化验：碳、硅、铬元素，根据化验报告单的化学成分，若不符则进行元素补充，二次升至1600-1700℃，并加入二次升温所烧损的铜元素，按配料的铜加入量50％---60％补充，重复上述程序；

第三步：造型与浇注：浇注时，档渣要认真仔细，做到无渣浇注；浇注速度开始要快、稳，砂箱四周引燃二氧化碳气、铁水流由快----慢----小直至满浇口圈，防止夹杂物带入型腔。浇注系统设计应使铁水平稳入型，浇口设计除应保证清理铸件时容易打落外，还必须根据铸件大小、壁厚薄拟制铸件凝固方向。根据高硅铬钼铜合金铸铁容易产生缩孔、缩松缺陷，必须考虑其铸件凝固方向，同时还要考虑铸件的厚薄情况而加以冒口补缩，还要根据铸件大小、复杂程度综合考虑铸造工艺；

第四步：开箱：浇注后12-18小时铸件方能开箱，以防止铸件热裂和开箱后冷裂。

本发明克服高硅铸铁中因硅含量过高所导致的铸铁脆性大、硬度强，加工困难等缺点，适当调整了铸铁中硅含量，由通常的14.5--16％降至12.5---13.5％；以降低铸件硬度，提高切屑加工性能；为进一步提高铸铁强度，还加入3---4％的铜和2--3％的铬，以达到不降低耐腐蚀性能，并使硬度降低，强度提高，冲击韧性增强，机械性能提高，机械加工性能大大改善的目的；同时，本发明加入少量钼元素，主要目的在于进一步提高铸铁的耐腐蚀性能和耐磨耐冲刷性能。本发明产品既保留高硅耐腐蚀铸铁的强耐腐蚀性能，又继承了高硅铜的优良的可加工性能，同时还提高了材料的机械性能，从而拓展了新材料的应用领域。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

第一步：取废钢174公斤、生铁60公斤、硅铁51公斤、铬铁6公斤、钼铁0.75公斤、电解铜12公斤，其中原料的化学成分如下：

废钢化学成分参照表

元素：C         Si         Mn         S          P

％：0.4        0.3        0.3        ≤0.05        ≤0.04

硅铁：含硅量75----80％，成分必须符合YB58---65的要求。

硅铁化学成分：

元素：Si        Mn        CI          P            S

％：  72--80    ≤0.5     ≤0.5       ≤0.4        ≤0.2

生铁：高硅铬钼铜铸铁所用低硫、低磷生铁在粉碎时要注意随泥土等夹杂物带入炉内，要求对进厂每批生铁必须进行各项元素分析，以便选择，调整使用。生铁化学成分参照下表：

牌号    化学成分  C        Si          Mn            P         S

Z15     ％        4-4.2    1.26-1.75    0.5---0.8    ≤0.01    ≤0.04

第二步：熔炼

将所有原料预热至50-80℃后，依次以下顺序投料：废钢、生铁、硅铁、铬、钼、电解铜，投入GW系列中频铁芯感应熔炼炉内，再进行炉前处理：当炉料全部熔成铁水，加覆盖剂加热到高温1600-1700℃，停止供电，排渣。当铁水温度降至1300-1400℃时，倾炉取铁水浇样块，碳、硅、铬元素，根据化验报告单的化学成分，若不符则进行元素补充，二次升至1600---1700C度，并加入二次升温所烧损的铜元素(按配料的铜加入量50％---60％补充)，重复上述程序。一般情况下，由于中频电炉熔炼各元素烧损微小，不需要进行化学成分调整即可。(在无炉前化验时，取样棒观看铸铁质量)。

铁水经炉前处理后，倾炉将铁水倒入已经哄烤并预热好的浇包覆盖草灰，抬到浇注场地，用挡渣棒轻击铁水面上的覆盖草灰，形成铁水轻微浮动，使铁水中的气体及夹杂物有充分时间逸出、上浮。扒去灰渣，加入新草灰覆盖，随后浇注。

第三步：造型与浇注

1、型砂要求和芯砂要求

碾制好的型砂所造铸型必须要有足够的退让性、透气性，表面哄干模。

型砂配比可参照以下配方：

旧型砂配比：85％旧砂；15％新砂(都昌砂)；3％陶土；3---4％水(可根据

冷、热季节使用水分)；红煤粉2％。

为了避免铸件引起热裂，泥芯必须具有良好的退让性。

合子砂：(100KG为标样)

都昌砂(50-100目)          100KG

合子油                    3.2-3.4％

黄糊精                    1.5-2％

陶土                      1.5-2％

水                        1％

2、浇注

浇注时，档渣要认真仔细，做到无渣浇注；浇注速度开始要快、稳，砂箱四周引燃二氧化碳气、铁水流由快--慢--小直至满浇口圈，防止夹杂物带入型腔。浇注系统设计应使铁水平稳入型，浇口设计除应保证清理铸件时容易打落外，还必须根据铸件大小、壁厚薄拟制铸件凝固方向。根据高硅铬钼铜合金铸铁容易产生缩孔、缩松缺陷，必须考虑其铸件凝固方向，同时还要考虑铸件的厚薄情况而加以冒口补缩，还要根据铸件大小、复杂程度综合考虑铸造工艺。

3、开箱：

浇注后12小时左右铸件方能开箱，以防止铸件热裂和开箱后冷裂。

本发明经过多年实验，对铸铁中各种元素进行不断调整，形成高硅铬钼铜新型耐腐蚀铸铁，经实践使用效果良好。深受用户欢迎。它以生产成本低、耐腐蚀强度高的特性，正逐步成为不锈钢等传统防腐材料的替代产品。

实施例2

取废钢600公斤、生铁200公斤、硅铁180公斤、铬铁20公斤、钼铁1.8公斤、铜50公斤，按实施例1所述的方法制得本发明所述产品。

实施例3

取废钢560公斤、生铁220公斤、硅铁160公斤、铬铁12公斤、钼铁3公斤、铜80公斤，按实施例1所述的方法制得本发明所述产品。

实施例4

取废钢610公斤、生铁180公斤、硅铁170公斤、铬铁16公斤、钼铁1.5公斤、铜40公斤，按实施例1所述的方法制得本发明所述产品。

实施例5

取废钢580公斤、生铁200公斤、硅铁168公斤、铬铁18公斤、钼铁2公斤、铜60公斤，按实施例1所述的方法制得本发明所述产品。

Claims (5)

1、一种高硅铬钼铜铸铁，其特征在于：由以下原料按重量份制成：废钢56-61份、生铁18-22份、硅铁16-18份、铬铁1-2份、钼铁0.15-0.3份、铜3-8份。

2、根据权利要求1所述的高硅铬钼铜铸铁，其特征在于：按重量比为废钢∶生铁％∶硅铁∶铬铁∶钼铁∶铜＝58∶20∶16∶2∶0.25∶3.75。

3、根据权利要求1或2所述的高硅铬钼铜铸铁，其特征在于：其化学成分：元素％：C0.8-1；SI12.5---13.5；Cr2-3；Mo0.5-1；Cu3-4；Mn0.5-0.8；Re0.01-0.03；S≤0.04；P≤0.01。

4、根据权利要求1或2所述的高硅铬钼铜铸铁，其特征在于：废钢化学成分满足：元素：C        Si        Mn        S        P

  ％：  0.4      0.3       0.3       ≤0.05   ≤0.04

  硅铁：含硅量75-80％，其化学成分：

  元素：Si       Mn        CI        P        S

  ％：  72-80    ≤0.5     ≤0.5     ≤0.4    ≤0.2

  生铁化学成分：

  化学成分  C        Si          Mn        P        S

  ％        4-4.2    1.26-1.75   0.5-0.8   ≤0.01   ≤0.04。

5、根据权利要求1或2所述的高硅铬钼铜铸铁，其特征在于：由以下制备工艺制得：第一步：取料：按重量配比取废钢、生铁、硅铁、铬铁、钼铁、电解铜；

第二步：熔炼：将所有原料预热至50-80度后，依次按以下顺序投料：废钢、生铁、硅铁、铬、钼、电解铜，投入GW系列中频铁芯感应熔炼炉内，当炉料全部熔成铁水，加覆盖剂加热到1600-1700℃，停止供电，排渣。当铁水温度降至1350-1400℃时，倾炉取铁水浇样块，速送炉前化验：碳、硅、铬元素，根据化验报告单的化学成分，若不符则进行元素补充，二次升至1600-1700℃，并加入二次升温所烧损的铜元素，按配料的铜加入量50％-60％补充，重复上述程序；

第三步：造型与浇注：浇注时，档渣要认真仔细，做到无渣浇注；浇注速度开始要快、稳，砂箱四周引燃二氧化碳气、铁水流由快----慢----小直至满浇口圈，防止夹杂物带入型腔；浇注系统设计应使铁水平稳入型，浇口设计除应保证清理铸件时容易打落外，还必须根据铸件大小、壁厚薄拟制铸件凝固方向；根据高硅铬钼铜合金铸铁容易产生缩孔、缩松缺陷，必须考虑其铸件凝固方向，同时还要考虑铸件的厚薄情况而加以冒口补缩，还要根据铸件大小、复杂程度综合考虑铸造工艺；

第四步：开箱：浇注后12-18小时铸件方能开箱，以防止铸件热裂和开箱后冷裂。