CN104131214A - 一种改进耐磨铸铁配料工艺 - Google Patents

Abstract

本发明的名称为一种改进耐磨铸铁配料工艺。属于机械材料加工技术领域。主要是解决耐磨铸铁耐磨性差，使用寿命短的缺点。它的主要特征是：组份包括：3.1－3.4%的碳，0.6－1.0%的硅，0.8-1.4%的锰，23－26%的铬，1.0－1.4%的镍，1.0-1.4%的钼，0.5-1.0%的钒，≤0.04的硫，≤0.06%的磷，余量为铁，合计100%；形成耐磨铸铁的工艺步骤如下：⑴在中频感应电炉内加入钼铁、镍板、铬铁、增碳剂以及废钢熔化；⑵加入锰铁、钒铁；⑶硫、磷需控制在上述范围内；⑷达到1500-1540℃温度时，浇注产品；⑸产品后期进行1050℃淬火及180℃回火的热处理。改进后的耐磨铸铁无论是耐磨性还是弱酸碱环境中的耐腐蚀性都大大提高，特别适合于生产工程建筑行业施工过程中的混凝土搅拌机衬板、输送管道内衬管等载体。

Description

一种改进耐磨铸铁配料工艺

技术领域

本发明属于机械材料加工技术领域，具体涉及一种铸造熔炼工艺。

背景技术

在工程建筑行业，经常用到高铬铸铁耐磨件，但通常的高铬铸铁耐磨件存在如下不足：

⑴、铸态碳化物呈网状分布容易在受到冲击载荷时破裂，而且在实际使用中会成块片状剥落； 

⑵、1050℃淬火+180℃回火后存在铬屈氏体基体组织，奥氏体含量极少，韧性不够高，而且在受到冲击时不能硬化，降低工作界面的耐磨性。

通常耐磨铸铁组织结构如图1所示，这些缺点大大降低了耐磨件的耐磨性，如输送水泥的耐磨管的使用寿命仅只有4万方/根。

发明内容

本发明的目的就是针对上述不足之处而对高铬铸铁通常选用的配料工艺做出一些改进。

本发明的技术解决方案是：一种改进耐磨铸铁配料工艺，其特征在于：

配料按成分含量以质量百分比计算包括：3.1－3.4%的碳，0.6-1.0%的硅，0.8-1.4%的锰，23－26%的铬，1.0－1.4%的镍，1.0-1.4%的钼，0.5-1.0%的钒，≤0.04的硫，≤0.06%的磷，余量为铁，合计100%；

形成耐磨铸铁的工艺步骤如下：

⑴将含上述比例的钼、镍、铬、硅、碳以及绝大部分余量铁加在中频感应电炉内熔化；

⑵熔化后加入含上述比例的锰、钒以及极少小部分余量铁；

⑶硫、磷两种微量元素属有害元素由各种原材料带入，不专门加入，需控制加入的各种原材料中硫、磷含量不得超出上述范围；

⑷待铁水温度达到1500-1540℃范围，浇注产品；

⑸产品后期进行1050℃淬火及180℃回火的热处理。

本发明由于采用以上配料及工艺方法，碳和铬可以使铸铁能够生成碳化物，锰可以促进碳化物形成，钼可以稳定碳化物，钒能更有效地稳定碳化物，镍可以促进基体奥氏体化，并促使碳化物间断，不形成连续网状枝晶，在热处理后获得70-80%马氏体与20-30%奥氏体混合型基体组织，马氏体呈断续粒状，奥氏体组织大大增加了韧性，不易产生冲击破裂，而且在受到冲击载荷时产生冲击硬化，增强了工作界面的耐磨性能。特别是在工程建筑行业日常工作中经常会存在弱酸碱环境，改进后的耐磨铸铁耐磨性大大提高，如使用此配料工艺的输送水泥的耐磨管每根使用寿命达到了6万方以上，同时也提高了工作环境中的耐腐蚀性。本发明具有使耐磨铸铁韧性高、不易产生冲击破裂、增强工作界面耐磨性能的特点。本发明主要用于工程建筑行业的高铬铸铁耐磨件。

附图说明

图1是通常耐磨铸铁组织结构示意图。

图2是改进后耐磨铸铁组织结构示意图。

具体实施方式

选用以下配料（以质量百分比计算），总重量按1000公斤计算：

碳：3.3%；硅：0.6%；锰：1.4%；铬：25%；镍：1.1%；钼：1.3%；钒：0.8%；硫：0.03%；磷：0.03%；铁：余量。

形成耐磨铸铁的工艺步骤如下：

⑴将23.6公斤的含钼量55%、含硅量1.5%钼铁（折算后含钼1.3%，含硅0.04%）、11公斤的含镍量99.9%镍板（折算后含镍1.1%）、417公斤的含铬量60%、含硅量1%、含碳量1.5%低碳铬铁（折算后含铬25%，含硅0.42%，含碳0.63%）、25公斤的含碳量99.9增碳剂（折算后含碳2.5%）以及494.4公斤的含碳量0.26%、含硅量0.22%、含锰量0.40%、含钒量0.30%废钢（折算后含碳0.13%，含硅0.21%，含锰0.2%，含钒0.15%）加在中频感应电炉底部熔化；

⑵熔化后加入16公斤含锰量75%、含碳量2%中碳锰铁(折算后含1.2%锰，含碳0.03%)、13公斤的含钒量50%、含硅量2.5%含碳量0.6%钒铁（折算后含钒0.65%，含硅0.03%，含碳量0.01%）；

⑶硫、磷两种微量元素属有害元素由各种原材料带入，不专门加入，需控制加入的各种原材料中硫、磷含量不得超出上述范围；

⑷待铁水温度达到1500-1540℃范围，浇注成输送水泥的耐磨管；

⑸将上述耐磨管后期进行1050℃淬火及180℃回火的热处理。

在配料中加入碳和铬，使铸铁能够生成76.5%碳化物，提供耐磨性的基础。

在配料中加入钼，使碳化物细化，破坏网状结构，另外钼的电极电位是-0.2，比纯铁基-0.44高，加入钼提高了基体的电极电位，提高了耐腐蚀性。

在配料中加入钒，更有效使碳化物细化，直接产生粒状碳化物。

在配料中加入镍，使基体中出现28%奥氏体，伸长率46%，通常耐磨铸铁中珠光体或屈氏体伸长率为20-25%，奥氏体明显提高了基体韧性，并且在受到冲击载荷时马氏体化，增加工作界面的耐磨性，另外镍的电极电位是-0.246，比纯铁基-0.44高，加入镍提高了基体电极电位，提高了耐腐蚀性。

在配料中将锰的含量提高到1.4%，在枝晶形成时促进碳化物形成，并且保证基体韧性。

改进后的耐磨铸铁无论是耐磨性还是弱酸碱环境中的耐腐蚀性都大大提高，特别适合于生产工程建筑行业施工过程中的混凝土搅拌机衬板、输送管道内衬管等载体。

改进后耐磨铸铁组织结构如图2所示。

Claims (1)

1.一种改进耐磨铸铁配料工艺，其特征在于：

配料以质量百分比计算包括：3.1－3.4%的碳，0.6－1.0%的硅，0.8-1.4%的锰，23－26%的铬，1.0－1.4%的镍，1.0-1.4%的钼，0.5-1.0%的钒，≤0.04的硫，≤0.06%的磷，余量为铁，合计100%；

形成耐磨铸铁的工艺步骤如下：

⑴在中频感应电炉内加入钼铁、镍板、铬铁、增碳剂以及废钢开始熔化；

⑵溶化后加入锰铁、钒铁；

⑶硫、磷两种微量元素属有害元素由各种原材料带入，不专门加入，需控制加入的各种原材料中硫、磷含量；

⑷待铁水温度达到1500-1540℃范围，浇注产品；

⑸产品后期进行1050℃淬火及180℃回火的热处理。