CN101613826A - 制作低速碾压式破碎机衬板用的高铬抗磨白口铸铁 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种制作低速碾压式破碎机衬板用的高铬抗磨白口铸铁，涉及建材和矿山机械领域，该铸铁的化学成分的重量百分比为：C：2.9～3.2、Si：0.6～1.0、Mn：0.8～1.2、Cr：20～23、Mo：0.25～0.3、Ni：0.4～1.2、Cu：0.3～0.5、B：0.001～0.003、Re：0.2、S：≤0.05、P：≤0.07，其余为Fe和不可避免的杂质；具有强度和硬度高、韧性和耐磨性较好、且耐热性和耐蚀性也较好、性价比较高等特点，可用于制造建材、选矿和煤炭等行业中破碎设备的衬板、锤头等易损件以及球磨机的衬板和磨球等。

Description

制作低速碾压式破碎机衬板用的高铬抗磨白口铸铁
技术领域
本发明涉及建材和矿山机械领域，特别是一种制作低速碾压式破碎机衬板用的高铬抗磨白口铸铁。
背景技术
现有技术中，建材行业和选矿行业中用于物料初步破碎设备的衬板，大都采用高锰钢或低、中合金耐磨钢或白口铸铁制作。高锰钢制作的耐磨衬板，适合冲击大、应力高、磨料硬的工况条件；以硅、锰为基础的低、中合金耐磨钢则比较适应低、中冲击载荷；白口铸铁因其具有较好的抗磨性，目前已在国内外广泛使用。如中国专利(申请号为200810104993.1)公开的“含硼高铬耐磨铸铁及其制备方法”，其成分和含量wt％为：碳2.5～3.5，铬15～28，硅0.5～1.2，锰0.5～1.2，硼0.15～0.3，钙0.008～0.03，钡0.03～0.08％，锶0.02～0.05％，铝0.03～0.08，钛0.20～0.5，镧0.02～0.06，铈0.02～0.06，硫＜0.04，磷＜0.05，余量为铁，且0.05≤镧+铈≤0.1，6≤铬/碳≤8；该铸铁有强度和硬度高、韧性和耐磨性好，生产成本低等优点。又如中国专利(申请号为200810230713.1)公开的“超高铬耐磨耐蚀铸铁及其制备工艺”，其化学成分(重量百分比)为：C：3.2-4.5％，Cr：32-39％，Si：0.6-1.2％，Mn：0.6-1.2％，Mo：0.2-0.5％，Ni：0.17-0.27％，Cu：0.1-0.9％，P：≤0.05％，S：≤0.05％，余量为Fe；其硬度为60HRC-63HRC，冲击韧性为4J/cm2-8J/cm2，其使用寿命为国内常用材料1Cr18Ni12Mo2Ti、1Cr18Ni12Mo3Ti的4-6倍。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种有较高强度和硬度、较好的韧性和耐磨性、且耐热性和耐蚀性较好、性价比较高、用于制造建材行业和选矿行业中破碎设备衬板的高铬抗磨白口铸铁。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是发明一种制作低速碾压式破碎机衬板用的高铬抗磨白口铸铁，该铸铁的化学成分的重量百分比为：
C：2.9～3.2             Si：0.6～1.0           Mn：0.8～1.2
Cr：20～23              Mo：0.25～0.3          Ni：0.4～1.2
Cu：0.3～0.5            B：0.001～0.003        Re：0.2
S：≤0.05               P：≤0.07
其余为Fe和不可避免的杂质。
该铸铁的化学成分的重量百分比的优化方案一为：
C：2.9      Si：0.6     Mn：0.8        Cr：20
Mo：0.25    Ni：0.4     Cu：0.3        B：0.001
Re：0.2     S：≤0.05   P：≤0.07
其余为Fe和不可避免的杂质。
该铸铁的化学成分的重量百分比的优化方案二为：
C：3.2      Si：1.0     Mn：1.2        Cr：23
Mo：0.3     Ni：1.2     Cu：0.5        B：0.003
Re：0.2     S：≤0.05   P：≤0.07
其余为Fe和不可避免的杂质。
该铸铁的化学成分的重量百分比的优化方案三为：
C：3.04     Si：0.754   Mn：1.043      Cr：22.86
Mo：0.292   Ni：1.138   Cu：0.49       B：0.002
Re：0.2     S：≤0.05   P：≤0.07
其余为Fe和不可避免的杂质。
本发明的制作低速碾压式破碎机衬板用的高铬抗磨自口铸铁，其化学成分是这样确定的：
C：C能形成抗磨性较好的高硬度碳化物，但C含量过高会增大铸铁的脆性，降低铸铁的韧性，因此，C含量控制在2.9％～3.2％。
Si：Si主要起脱氧作用，但其又能降低铸铁的淬透性，因此，Si含量控制在0.6％～1.0％。
Mn：Mn虽能提高铸铁的淬透性，但可增大铸铁的热裂倾向，因此，Mn含量控制在0.8％～1.2％。
Cr：Cr既能增加耐磨性，又可增大基体的淬透性和抗氧化性，但含量高时，会使其保护性下降，因此，Cr含量控制在20％～23％。
Mo：Mo可提高铸铁内部碳化物的化学稳定性，显著提高其高温耐磨性，但其价格太高，因此，Mo含量控制在0.25％～0.3％。
Ni：Ni与Cr、Mo等联合，能显著提高铸铁的热强度和热疲劳强度，提高铸铁的抗氧化能力和高温耐磨性，但Ni价格太高，因此，Ni含量控制在0.4％～1.2％。
Cu：Cu能提高韧性和导热性，但过量易生成富铜相和微裂纹，因此，Cu的选用控制在0.3～0.5％。
B：B有利于提高高铬铸铁的淬透性，增强高铬铸铁的抗磨性，但B也会引起高铬铸铁韧性下降，因此，B含量控制在0.001～0.003％。
Re：Re有利于提高铸铁的塑性，使其既保持高硬度、高强度和耐高温等特性，又能提高铸铁的韧性，但其价格太高，因此，Re含量控制在0.2％。铸铁中添加Re，是本发明的主要特点之一。
不可避免的杂质是原料中带入的，其中有P和S，均是有害元素，为了保证铸铁的强度、韧性和耐磨性，将P含量控制在0.07％以下，S含量控制在0.05％以下。
本发明的高铬抗磨白口铸铁，与现有同类产品相比，具有优异的耐热性和耐蚀性，其产品经过热处理后，硬度可稳定达到HRC65以上，有较高的硬度和耐磨性，同时还具有较高强度和较好的韧性；经过试验，其耐磨性比高锰钢衬板寿命提高3倍以上。由于控制了铸铁中贵金属的用量，因此，本发明的高铬抗磨白口铸铁，其性价比较高。
具体实施方式
以下结合实施例，对本发明作进一步的说明。
实施例一：
将废钢、生铁、铬铁等原料混合，置于中频感应电炉中进行熔炼，让其各种化学成分达到表一中实施例一的数值，然后将铁水浇注入衬板铸造砂模中，铸造出低速碾压式破碎机用的高铬抗磨白口铸铁衬板。其后，将铸出的衬板进行热处理，其工艺过程为：
①、将衬板入炉，用50-60℃/小时的速度升温至450℃，保温1小时；
②、再将衬板用70-80℃/小时的速度升温至650℃，保温1.5小时；
③、再将衬板用90-100℃/小时的速度升温至1050℃，保温3.5小时；
④、将衬板出炉，空冷喷雾，冷却至自然温度即可。
经检测，衬板的主要机械性能指标见表二中实施例一的数值。
实施例二：
将废钢、生铁、铬铁等原料混合，置于中频感应电炉中进行熔炼，让其各种化学成分达到表一中实施例二的数值，然后将铁水浇注入衬板铸造砂模中，铸造出低速碾压式破碎机用的高铬抗磨白口铸铁衬板。其后，将铸出的衬板进行热处理，其热工艺过程与实施例一相同。
经检测，衬板的主要机械性能指标见表二中实施例二的数值。
实施例三：
将废钢、生铁、铬铁等原料混合，置于中频感应电炉中进行熔炼，让其各种化学成分达到表一中实施例三的数值，然后将铁水浇注入衬板铸造砂模中，铸造出低速碾压式破碎机用的高铬抗磨白口铸铁衬板。其后，将铸出的衬板进行热处理，其热工艺过程与实施例一相同。
经检测，衬板的主要机械性能指标见表二中实施例三的数值。
本发明的高铬抗磨白口铸铁，可用于制造建材、选矿和煤炭等行业中破碎设备的衬板、锤头等易损件以及球磨机的衬板和磨球等。

Claims (4)

1、一种制作低速碾压式破碎机衬板用的高铬抗磨白口铸铁，其特征在于该铸铁的化学成分的重量百分比为：
C：2.9～3.2    Si：0.6～1.0       Mn：0.8～1.2
Cr：20～23     Mo：0.25～0.3      Ni：0.4～1.2
Cu：0.3～0.5   B：0.001～0.003    Re：0.2
S：≤0.05      P：≤0.07
其余为Fe和不可避免的杂质。
2、根据权利要求1所述的铸铁，其特征在于该铸铁的化学成分的重量百分比为：
C：2.9      Si：0.6      Mn：0.8    Cr：20
Mo：0.25    Ni：0.4      Cu：0.3    B：0.001
Re：0.2     S：≤0.05    P：≤0.07
其余为Fe和不可避免的杂质。
3、根据权利要求1所述的铸铁，其特征在于该铸铁的化学成分的重量百分比为：
C：3.2     Si：1.0      Mn：1.2    Cr：23
Mo：0.3    Ni：1.2      Cu：0.5    B：0.003
Re：0.2    S：≤0.05    P：≤0.07
其余为Fe和不可避免的杂质。
4、根据权利要求1所述的铸铁，其特征在于该铸铁的化学成分的重量百分比为：
C：3.04      Si：0.754    Mn：1.043    Cr：22.86
Mo：0.292    Ni：1.138    Cu：0.49     B：0.002
Re：0.2      S：≤0.05    P：≤0.07
其余为Fe和不可避免的杂质。
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