CN101985720A

CN101985720A - 铬锰硅钒抗磨铸铁

Info

Publication number: CN101985720A
Application number: CN2009103048923A
Authority: CN
Inventors: 赵正江; 魏玉堂; 郭儒欢
Original assignee: LIUZHOU GUIBING CASTING CO Ltd
Current assignee: LIUZHOU GUIBING CASTING CO Ltd
Priority date: 2009-07-28
Filing date: 2009-07-28
Publication date: 2011-03-16

Abstract

一种铬锰硅钒抗磨铸铁，涉及一种铸铁合金，该铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份以重量百分数计算为：C 2.7～3.6％，Cr 16～22％，Mn 2.2～3.0％，Si 0.5～1.0％，V 0.5～1.0％，P≤0.10％，S≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质。本发明的硬度高，具有充分的韧性和优良的抗磨性，而且生产成本低，具有使用寿命长、用途广泛等优点，可广泛用于制造低应力磨料磨损条件下工作的各种机械构件。

Description

铬锰硅钒抗磨铸铁

【技术领域】：

本发明涉及一种铸铁合金，特别是一种属于高铬抗磨铸铁的铬锰硅钒抗磨铸铁。

【背景技术】：

目前，国内外用得最多的高铬抗磨铸铁有铬、钼系铸铁及铬、钼、铜系铸铁。铬、钼系铸铁的主要成份以重量百分数计算为：碳2.8～3.5％，铬13～18％，钼2.5～3.0％，其余为铁。铬、钼、铜系铸铁的主要成份以重量百分数计算为：碳2.0～3.0％，铬18～28％，钼1.5～2.5％，铜0.8～1.2％，其余为铁。上述两类高铬抗磨铸铁中，均含有钼元素，在抗磨铸铁中加入钼是为了提高其淬透性，从而进一步提高其抗磨性。然而，由于钼元素是我国的紧缺资源，其价格昂贵，致使铬、钼系铸铁和铬、钼、铜系铸铁的生产成本增高。国内有厂家为了降低成本，将高铬铸铁的铬含量降至13％以下，钼的含量降至0.5％以下，这样成本是下降了，但抗磨性也大幅下降，使用寿命仅相当于原来的1/3至1/2。

【发明内容】：

本发明要解决的技术问题是：提供一种不仅具有高硬度、高韧性，而且生产成本较低的抗磨铸铁，并使其使用寿命得到进一步提高，用途更加广泛。

解决上述技术问题的技术方案是：一种铬锰硅钒抗磨铸铁，该铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份以重量百分数计算为：C 2.7～3.6％，Cr 16～22％，Mn 2.2～3.0％，Si 0.5～1.0％，V0.5～1.0％，P≤0.10％，S≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明的进一步技术方案是：所述铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份以重量百分数计算为：C 3.2～3.4％，Cr18～20％，Mn 2.5～2.8％，Si 0.7～0.8％，V 0.7～0.8％，P≤0.06％，S≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质。

因此，本发明之铬锰硅钒抗磨铸铁与现有的抗磨铸铁相比，具有以下有益效果：

1、硬度高，具有充分的韧性和优良的抗磨性：

由于本发明之铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份主要由碳、铬、锰、硅、钒等元素组成，各组成成份的取值范围非常合理：

(1)、碳(C)2.7～3.6％：

碳的主要作用是形成高硬度的碳化物以获得必要的耐磨性，含碳量的多少直接影响到材质的强度、韧性、硬度和耐磨性。含碳量愈高，愈能提高材质的耐磨性，但含碳量过多则脆，会降低其冲击值，因此，本发明碳含量的添加量在2.7％以上，控制在3.6％以下。

(2)、各(Cr)16～22％：

铬为耐磨铸铁的重要元素，它可显著提高材质的强度、硬度、耐磨性、耐热性和淬透能力。当碳含量一定时，随着铬含量的增加，碳化物的含量也增加，从而形成弥散的特殊碳化物，这些特殊碳化物的显微硬度很高，可以大大提高材质的硬度和耐磨性能。但是铬含量过高或过低均会改变碳化物的类型，降低碳化物的硬度。因此本发明将其控制在16～22％范围内。

(3)、锰(Mn)2.2～3.0％：

锰的主要作用是提高合金的淬透性，加入量过低，作用不明显；若加入量过多，则会引起合金硬度下降，因此控制在2.2～3.0％范围内。

(4)、硅(Si)0.5～1.0％：

硅的主要作用是提高合金的强度和淬透性，但加入过多，则会引起合金硬度及冲击值的下降，因此控制在0.5～1.0％的范围内。

(5)、钒(V)0.5～1.0％：

钒与碳形成硬度极高而稳定的碳化物，其硬度超过了钨或钼的碳化物，而且颗粒非常细小，分布又十分均匀，具有细化晶粒的作用，钒对改善合金铸铁的硬度、耐磨性和韧性有很大贡献，特别是对提高合金铸铁的耐磨性最为有效。同时，钒的碳化物一部份溶入基体提高了合金铸铁的淬透性。但若钒的加入量过高则将使生产成本增加较快。因此，本发明将其控制在0.5～1.0％的范围内。

(6)、磷(P)≤0.10％，硫(S)≤0.06％：

由于磷、硫在本合金铸铁中是有害元素，故应使其含量尽量低。

因此，本发明通过各组成成份的合理配比，不仅使本合金铸铁具有较高的硬度，而且还使其具有充分的韧性和优良的抗磨性。

2、生产成本低：

由于本发明采用了具有广泛资源的锰、硅、钒元素取代了紧缺资源钼元素，因此其生产成本得到明显下降。

3、使用寿命长：

由于本发明的各化学成份及其含量非常合理，而且属于高铬抗磨铸铁，具有优良的抗磨性，因此，其使用寿命也较长。

4、用途广泛：

由于本发明属于高铬抗磨铸铁，它可广泛用于制造低应力磨料磨损条件下工作的各种机械构件，如渣浆泵护套、叶轮及护板、破碎机衬板、锤头、螺旋分级机衬铁、搅拌机捣浆叶片、烧结机齿冠帽、球磨机磨球等等，其用途非常广泛。

下面，结合实施例对本发明之铬锰硅钒抗磨铸铁的技术特征作进一步的说明。

【具体实施方式】：

实施例一：

一种铬锰硅钒抗磨铸铁，该铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份以重量百分数计算为：C3.4％，Cr 20％，Mn 2.5％，Si 0.8％，V 0.8％，P 0.06％，S 0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质。

采用本铬锰硅钒抗磨铸铁生产制造的钢厂涡流探伤夹送辊，使用寿命达到了采用Cr12MoV钢制造的3倍。

实施例二：

一种铬锰硅钒抗磨铸铁，该铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份以重量百分数计算为：C2.7％，Cr 16％，Mn 2.2％，Si 0.5％，V 0.5％，P 0.09％，S 0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质。

采用本铬锰硅钒抗磨铸铁生产制造的破碎机锤头，在某水泥厂破碎水泥熟料达8.2万吨，而使用铬15钼3型高铬铸铁制作的破碎机锤头破水泥熟料仅为6.5万吨。

实施例三：

一种铬锰硅钒抗磨铸铁，该铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份以重量百分数计算为：C3.6％，Cr 22％，Mn 3.0％，Si 1.0％，V 1.0％，P 0.04％，S 0.04％，其余为Fe和不可避免的杂质。

采用本铬锰硅钒抗磨铸铁生产制造的渣浆泵护套、叶轮、护板等过流件，在某选矿厂使用寿命达到了960小时，而在同一泵位同一工况条件下，用铬15钼3型高铬铸铁制作的护套、叶轮、护板等使用寿命仅为624小时。

上述实施例一至实施例三所述的铬锰硅钒抗磨铸铁分别经过试验后，其力学性能如附表一所示。

实施例四～实施例九

不同组份含量的铬锰硅钒抗磨铸铁，该铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份以重量百分数计算参见附表二。

作为实施例一至实施例九的一种变换，所述铬锰硅钒抗磨铸铁的各组成成份含量可以增加或减少，一般情况下各组份以重量百分数计算为：C 2.7～3.6％，Cr 16～22％，Mn 2.2～3.0％，Si 0.5～1.0％，V 0.5～1.0％，P≤0.10％，S≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质。

作为实施例一至实施例九的又一种变换，所述铬锰硅钒抗磨铸铁的各组成成份的最佳含量以重量百分数计算为：C 3.2～3.4％，Cr 18～20％，Mn 2.5～2.8％，Si 0.7～0.8％，V 0.7～0.8％，P≤0.06％，S≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质。

附表一：实施例一至实施例三所述的铬锰硅钒抗磨铸铁的力学性能一览表

附表二：实施例四～实施例九所述铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份一览表

(以重量百分数计算)

Claims

1.一种铬锰硅钒抗磨铸铁，其特征在于：该铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份以重量百分数计算为：C 2.7～3.6％，Cr 16～22％，Mn 2.2～3.0％，Si 0.5～1.0％，V0.5～1.0％，P≤0.10％，S≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质。

2.根据权利要求1所述的铬锰硅钒抗磨铸铁，其特征在于：所述铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份以重量百分数计算为：C 3.2～3.4％，Cr 18～20％，Mn 2.5～2.8％，Si 0.7～0.8％，V 0.7～0.8％，P≤0.06％，S≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质。