CN101914719A - 稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球中含有化学成份的重量百分比为：C：3.5-3.9，Cr：1.0-3.0，Si：0.3-0.9，Mn：0.4-0.8，S≤0.09，P≤0.09，其余为Fe。在铸造过程中，在铁水中加入钇基重稀土抗磨合金铸铁变质剂，加入量为铁水重量的0.5-1.2％。本发明耐磨微球，采用中频电炉熔炼，原材料采用优质炼钢生铁、优质废钢，采用铬铁、锰铁、硅铁进行调质，铁水中各化学成分符合稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球的要求后，将钇基重稀土抗磨合金铸铁变质剂直接加入铁水包中，然后用金属型离心浇铸，生产耐磨微球。

Description

稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球

技术领域

本发明涉及一种稀土合金白口铸铁耐磨微球，适用于低冲击磨料磨损条件下的研磨体，如：小尺寸磨球，磨段等。

背景技术：

耐磨微球是用于粉体工程的一种辗磨介质，广泛应用于磁材、水泥及超细粉加工等行业，仅国内年耗量达几十万吨，为了提高耐磨微球、铸段的硬度及综合机械性能，降低在使用中的消耗，各生产企业及科研单位均在不断地探索和研发新产品和新工艺，并开发出了高铬合金铸铁耐磨微球、中铬合金铸铁耐磨微球、低铬合金铸铁耐磨微球、合金钢轧制耐磨微球等，尽管这些产品已被用户接受，但各自都存在严重的不足之处，高铬合金铸铁耐磨微球经淬火处理后硬度高，综合机械性能好，在使用中消耗低，但铬含量高(＞10％)，消耗国家铬资源，同时采用砂型铸造或腊模铸造，造成环境污染，工艺出品率低(以￠10mm微球为例，工艺出品率＜35％)，能耗高；中铬合金铸铁耐磨微球和低铬合金铸铁耐磨微球硬度低，在使用中消耗高，在产品生产过程中与高铬合金铸铁耐磨微球相同，砂型铸造或腊模铸造，污染环境，出品率低(以￠10mm微球为例，工艺出品率＜35％)，能耗高；合金钢轧制耐磨微球生产效力低，能耗高，成本高，在使用中消耗高，为此，研发一种资源节约型，环境友好型的新一代耐磨微球势在必行。

发明内容：

本发明提出了一种稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，铸造的微球硬度高，使用中消耗低，与高铬合金铸铁耐磨微球同等，可完全取代现有市场上销售的所有金属耐磨微球。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于：稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球中含有化学成份的重量百分比为：C：3.5-3.9，Cr：1.0-3.0，Si：0.3-0.9，Mn：0.4-0.8，S≤0.09，P≤0.09，其余为Fe。

所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于：所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球在铸造过程中，在铁水中加入重稀土变质剂处理，重稀土变质剂加入量为铁水重量的0.5-1.2％。

所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于：所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球是通过金属型离心铸造成型工艺生产，然后通过余热回火或180℃-270℃低温回火后直接使用。

所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于：所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球规格为：￠6、￠8、￠10、￠12.7、￠15、￠17、￠20、￠25。

所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于：所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球采用的金属型离心模具，型腔成多组合放射形串联排列。

所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球采用的重稀土变质剂是龙南县龙钇重稀土材料有限责任公司生产的钇基重稀土抗磨合金铸铁变质剂，该变质剂的化学成分重量％为：RE5-60％Si5-50％，Ti2-15％，BO-10％，MgO-10％，AlO-20％，NbO-15％，VO-15％，Ca0.5-15％，BaO-15％，Y为RE重量的40-99.9％La+Ce+Pr+Nd+Sm+Eu+Gd+Tb+Dy+Ho+Er+Tm+Yb+Lu为RE重量的0-60％，余量为铁。

7.根据权利要求1所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球外形为球状，各规格尺寸通过金属模型腔控制，直径公差为±1mm。

所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球中还不可避免含有杂质成分。

本发明是在低铬合金铸铁耐磨微球的基础上提高碳的含量、在铁水中加入0.5-1.2％的重稀土变质剂、而后采用全金属模离心铸造激冷工艺成型，提供了一种稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球。

本发明微球材料，采用中频电炉熔炼，原材料采用优质炼钢生铁、优质废钢，采用铬铁、锰铁、硅铁进行调质，铁水中各化学成分符合铸铁耐磨微球材料的要求后，将重稀土做变质剂直接加入铁水包中，然后用于向金属型中浇铸，生产耐磨微球。

本发明中各化学成分的含量均经过了科学论证与研究：

C：3.5-3.9％

碳的作用是形成高硬度的碳化物，从而获得良好的耐磨性，随着碳含量的增加，碳化物随之增多，产品硬度也随之提高，从而提高了耐磨性，碳含量过高，材料韧性下降。

Cr：1.0-3.0％

铬的主要作用是与碳形成高硬度的铬系碳化物，提高材料的耐磨性。

Mn：0.4-0.8％

锰的作用是提高材料铸态白口化程度，脱硫、脱氧。

控制Si：0.3-0.9％，S≤0.09％，P≤0.09％目的在于减少它们对材料韧性和硬度的影响。

钇基重稀土

作为变质剂使用，能有效地细化晶粒、强化基体、改善碳化物形态和分布，可减少耐磨微球合金加入量，降低生产成本，可明显提高材料的冲击韧性、强度和耐磨性，从而延长耐磨合金的服役寿命，全面提高材料使用性能，降低生产成本。

本发明材料铸造耐磨微球出品率高(以￠10mm微球为例，工艺出品率＜75％，与现有已知的铸造耐磨微球相比节电50％)，全金属型铸造，无污染，合金含量低，节约合金资源，产品硬度高，使用中消耗低，与高铬合金铸铁耐磨微球同等，可完全取代现有市场上销售的所有金属耐磨微球。

具体实施方式

1.将备好的生铁、废钢、铬铁按设定的化学成份百分含量(C：3.5-3.9，Cr：1.0-3.0，Si：0.3-0.9，Mn：0.4-0.8，S≤0.09，P≤0.09，基质为铁)进行配料，并装入中频电炉中进行熔炼，待材料完全熔化后做炉前分析，而后进行调质。

2.铁水成份合格并达到工艺规定的浇注温度后出炉，将铁水倒入事先准备好的大铁水包中并运送到浇注现场，由浇注工用小铁水包转接浇注。

大铁水包在承接铁水之前必须烘干并将准备好的重稀土变质剂放于大铁水包底并用薄铁板盖上，而后倒入铁水并用铁钎搅拌，使重稀土变质剂充分与铁水接触。重稀土变质剂加入量为铁水重量的0.5-1.2％，优选为0.7％。稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球采用的重稀土变质剂是龙南县龙钇重稀土材料有限责任公司生产的钇基重稀土抗磨合金铸铁变质剂，该变质剂的化学成分重量％为：RE5-60％Si5-50％，Ti2-15％，BO-10％，MgO-10％，AlO-20％，NbO-15％，VO-15％，Ca0.5-15％，BaO-15％，Y为RE重量的40-99.9％La+Ce+Pr+Nd+Sm+Eu+Gd+Tb+Dy+Ho+Er+Tm+Yb+Lu为RE重量的0-60％，余量为铁。

3.采用金属型离心铸造成型工艺铸造，在浇注前先开启离心机，对准金属型模具浇注口进行浇注，待浇注结束铁液凝固后关停离心机打开模具，取出产品并堆放进入缓冷坑缓冷，以减少产品的铸造应力，离心模具进入冷却池冷却，待模具温度小于100℃时，由浇注工取出并将下半模放入离心机转盘上而后合上半模准备下次浇注。

4.当产品缓冷到50℃以下时出坑由人工分选，合格产品进入抛光机抛光，而后包装待发。

Claims (7)

1.一种稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于：稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球中含有化学成份的重量百分比为：C：3.5-3.9，Cr：1.0-3.0，Si：0.3-0.9，Mn：0.4-0.8，S≤0.09，P≤0.09，其余为Fe。

2.根据权利要求1所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于：所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球在铸造过程中，在铁水中加入重稀土变质剂处理，重稀土变质剂加入量为铁水重量的0.5-1.2％。

3.根据权利要求1所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于：所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球是通过金属型离心铸造成型工艺生产，然后通过余热回火或180℃-270℃低温回火后直接使用。

4.根据权利要求1所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于：所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球规格为：￠6、￠8、￠10、￠12.7、￠15、￠17、￠20、￠25。

5.根据权利要求1所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于：所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球采用的金属型离心模具，型腔成多组合放射形串联排列。

6.根据权利要求1所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球采用的重稀土变质剂是龙南县龙钇重稀土材料有限责任公司生产的钇基重稀土抗磨合金铸铁变质剂，该变质剂的化学成分重量％为：RE5-60％Si5-50％，Ti2-15％，BO-10％，MgO-10％，AlO-20％，NbO-15％，VO-15％，Ca0.5-15％，BaO-15％，Y为RE重量的40-99.9％La+Ce+Pr+Nd+Sm+Eu+Gd+Tb+Dy+Ho+Er+Tm+Yb+Lu为RE重量的0-60％，余量为铁。

7.根据权利要求1所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球，其特征在于所述的稀土新材料合金白口铸铁耐磨微球外形为球状，各规格尺寸通过金属模型腔控制，直径公差为±1mm。