CN104164616A

CN104164616A - 一种高韧性高耐磨的cadi球墨铸铁衬板

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Publication number: CN104164616A
Application number: CN201410458873.7A
Authority: CN
Inventors: 罗建华
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-09-11
Filing date: 2014-09-11
Publication date: 2014-11-26

Abstract

本发明公开了一种高韧性高耐磨的CADI球墨铸铁衬板，衬板由重量百分比为0.10～0.30%的钼，0.30～1.20%的铬，3.40～3.80%的碳，2.40～2.80%的硅，0.30～0.60%的锰，0～0.030%的磷，0～0.025%的硫，0.020～0.035%的稀土，0.035～0.055%的镁，余量为铁组成；球化处理后的铁水所浇注的衬板，在840～900℃保温1.0～2.0小时进行奥氏体化处理，然后出炉转入等温淬火炉内在250～340℃保温0.5～1.5小时进行等温淬火处理，制成一种金相组织由奥铁体、碳化物和石墨球组成的高韧性高耐磨的CADI球墨铸铁衬板；生产工艺为：生产合金球墨铸铁衬板和将衬板进行奥氏体化处理和等温淬火处理。本发明心部韧性高、不会断裂，硬度比ADI奥贝球铁更高、更耐磨，进一步延长衬板的使用寿命，节省大量的维修费用、节能、提高生产效益。

Description

一种高韧性高耐磨的CADI球墨铸铁衬板

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其是涉及一种高韧性高耐磨的CADI球墨铸铁衬板。

背景技术

现有的球磨机、抛丸机、水泥搅拌机等磨料、破碎、清理、搅拌设备的衬板主要由高锰钢和高铬白口铸铁制造，高锰钢衬板由于没有加工硬化特点，硬度低，不耐磨，使用寿命短；高铬白口铸铁衬板硬度高、耐磨，但脆性大、易断裂。

专利号ZL95101232.0“一种贝氏体球墨铸铁球磨机衬板”用贝氏体球墨铸铁生产球磨机衬板，说明书所述耐磨性及冲击韧性的综合性能较好，但存在硬度较低、不耐磨、使用寿命短的缺点。

发明内容

本发明的目的在于改进已有技术的不足而提供一种心部韧性高、表面耐磨性高、既耐磨又不会断裂的一种高韧性高耐磨的CADI球墨铸铁衬板。

本发明的目的是这样实现的：一种高韧性高耐磨的CADI球墨铸铁衬板，衬板由重量百分比为0.10～0.30%的钼，0.30～1.20%的铬，3.40～3.80%的碳，2.40～2.80%的硅，0.30～0.60%的锰，0～0.030%的磷，0～0.025%的硫，0.020～0.035%的稀土，0.035～0.055%的镁，余量为铁组成。

为了进一步实现本发明的目的，球化处理后的铁水所浇注的衬板，在840～900℃保温1.0～2.0小时进行奥氏体化处理，然后出炉转入等温淬火炉内在250～340℃保温0.5～1.5小时进行等温淬火处理，制成一种金相组织由奥铁体、碳化物和石墨球组成的高韧性高耐磨的CADI球墨铸铁衬板。

本发明与现有技术相比具有以下显著特点和积极效果：本发明采用金相组织由奥铁体、碳化物和石墨球组成的CADI球墨铸铁生产衬板，CADI球墨铸铁是由ADI奥贝球铁衍生的新材料，在ADI奥贝球铁基础上增加碳化物，具有ADI奥贝球铁高强度、高韧性特点，比ADI奥贝球铁具有更高的硬度和耐磨性。

奥铁体为残余奥氏体和富碳铁素体组成，残余奥氏体具有很高的冲击韧性，CADI球墨铸铁衬板在受到外力撞击时不会断裂，残余奥氏体同时具有加工硬化特点，CADI球墨铸铁衬板在受到外力撞击时表面残余奥氏体转变为马氏体，马氏体硬度极高，达到HRC65以上，具有很高的抗磨性，极耐磨。

碳化物硬度高，具有抵抗磨料对机体磨损的保护作用，提高CADI球墨铸铁衬板的耐磨性。

石墨球具有很好的润滑作用，可以减少摩擦，减少CADI球墨铸铁衬板的磨损。

本发明CADI球墨铸铁衬板具有心部韧性高，不会断裂，表面硬度高，达到HRC60以上，极耐磨，在受到外力撞击时表面产生硬化，硬度达到HRC65以上，硬度极高，具有很高的抗磨性，进一步提高耐磨性，进一步延长衬板的使用寿命。

本发明CADI球墨铸铁衬板的使用寿命长，是高锰钢和高铬白口铸铁衬板的2倍以上，是贝氏体球墨铸铁球磨机衬板的1.5倍以上，可节省大量的维修费用和维修时间、提高生产效益。

本发明CADI球墨铸铁衬板的密度小、重量轻，可以减小设备运转负荷，节能。

本发明CADI球墨铸铁衬板适用于球磨机、抛丸机、水泥搅拌机等所有磨料、破碎、清理、搅拌设备使用。

钼（Mo）合金元素在球墨铸铁中提高淬透性，有利于要求淬火速度温和的铸件，提高CADI球墨铸铁衬板硬度的均匀性；钼合金元素促成碳化物，在共晶转变时正偏析促成共晶碳化物；钼与锰对奥氏体转变由同向作用，当W（Mn）＞0.30%时，考虑Mo+Mn的综合影响，所以作为CADI球墨铸铁衬板中含钼合金元素量确定为0.10～0.30%。

铬（Cr）合金元素在球墨铸铁中强烈促成碳化物，普通球墨铸铁的铬含量不能超过0.10%，本发明克服传统的偏见，在CADI球墨铸铁中加入铬，以利于促成CADI球墨铸铁生成碳化物，提高CADI球墨铸铁的硬度和耐磨性，所以作为CADI球墨铸铁衬板中含铬合金元素量确定为0.30～1.20%；铬合金元素在球墨铸铁中提高淬透性，提高CADI球墨铸铁衬板硬度的均匀性。

由于合金元素在球墨铸铁中单独使用效果差，选用钼、铬合金元素配用效果远远优于单独使用更高含量的钼或铬合金元素的作用，所以本发明选用钼、铬合金元素配用。

本发明的生产工艺分二步进行：第一步，生产合金球墨铸铁衬板，第二步，将合金球墨铸铁衬板进行奥氏体化处理和等温淬火处理，制成CADI球墨铸铁衬板。

第一步，生产合金球墨铸铁衬板：在中频炉内熔化普通球墨铸铁原铁水，铁水完全熔化后扒净炉渣，按每吨铁水量在炉内加入60%的钼铁1.76～5.3Kg、55%的铬铁5.75～23Kg进行合金化处理，铁水温度达到1480～1500℃时扒净炉渣，出铁水进行球化处理，采用球化站球化处理工艺，球化包芯线含镁（Mg）27～30%，稀土（ER）2～4%，硅（Si）40～45%，钙（Ca）5～8%，铁（Fe）余量，进线速度28米/分钟，加入长度26米/吨铁水，一分钟内球化处理完毕；同步加入的孕育包芯线含硅（Si）55～65%，钡（Ba）3～4%，钙（Ca）1～2%，铝（Al）1.5～2%，铁（Fe）余量，进线速度26米/分钟，加入长度24米/吨铁水，一分钟内与球化处理同时完毕。球化处理后扒净炉渣转包进行二次孕育处理，在浇包内加入粒度3～8mm的含硅（Si）68～75%，钡（Ba）1.5～3%，钙（Ca）1～2%的硅钡钙孕育剂10Kg/吨铁水，铁水转包、扒渣，浇注衬板，浇注过程中进行随流孕育处理，随流孕育剂用粒度0.2～0.8mm的硅钡钙孕育剂，加入量20～22g/每秒，10分钟内浇注完毕，冷却、清理。衬板由重量百分比为0.10～0.30%的钼，0.30～1.20%的铬，3.40～3.80%的碳，2.40～2.80%的硅，0.30～0.60%的锰，0～0.030%的磷，0～0.025%的硫，0.020～0.035%的稀土，0.035～0.055%的镁，余量为铁组成。

第二步，将合金球墨铸铁衬板进行奥氏体化处理和等温淬火处理，制成CADI球墨铸铁衬板：将衬板装入热处理炉内，将炉温升温到840～900℃保温1.0～2.0小时进行奥氏体化处理，然后出炉转入等温淬火炉内在250～340℃保温0.5～1.5小时进行等温淬火处理，保温时间到后出炉空冷，淬火介质为45%NaNO₂+55%KNO₃，制成金相组织由奥铁体、碳化物和石墨球组成的CADI球墨铸铁衬板。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：一种高韧性高耐磨的CADI球墨铸铁衬板，是由重量百分比为0.1%的钼，0.3%的铬，3.4%的碳，2.4%的硅，0.3%的锰，0.03%的磷，0.02%的硫，0.02%的稀土，0.035%的镁，93.395%的铁组成；在840℃保温1.0小时进行奥氏体化处理，然后出炉转入等温淬火炉内在250℃保温0.5小时进行等温淬火处理，制成金相组织由奥铁体、碳化物和石墨球组成的CADI球墨铸铁衬板，冲击韧性30.8J/cm²，硬度HRC62。

实施例2：一种高韧性高耐磨的CADI球墨铸铁衬板，是由重量百分比为0.15%的钼，0.75%的铬，3.6%的碳，2.6%的硅，0.45%的锰，0.032%的磷，0.022%的硫，0.0275%的稀土，0.045%的镁，92.3235%的铁组成；在870℃保温1.5小时进行奥氏体化处理，然后出炉转入等温淬火炉内在295℃保温1小时进行等温淬火处理，制成金相组织由奥铁体、碳化物和石墨球组成的CADI球墨铸铁衬板，冲击韧性32.7J/cm²，硬度HRC63。

实施例3：一种高韧性高耐磨的CADI球墨铸铁衬板，是由重量百分比为0.3%的钼，1.2%的铬，3.8%的碳，2.8%的硅，0.6%的锰，0.031%的磷，0.019%的硫，0.035%的稀土，0.055%的镁，91.16%的铁组成；在900℃保温2小时进行奥氏体化处理，然后出炉转入等温淬火炉内在340℃保温1.5小时进行等温淬火处理，制成金相组织由奥铁体、碳化物和石墨球组成的CADI球墨铸铁衬板，冲击韧性33.2J/cm²，硬度HRC63。

Claims

1.一种高韧性高耐磨的CADI球墨铸铁衬板，其特征是：衬板由重量百分比为0.10～0.30%的钼，0.30～1.20%的铬，3.40～3.80%的碳，2.40～2.80%的硅，0.30～0.60%的锰，0～0.030%的磷，0～0.025%的硫，0.020～0.035%的稀土，0.035～0.055%的镁，余量为铁组成。

2.根据权利要求1所述的一种高韧性高耐磨的CADI球墨铸铁衬板，其特征是：球化处理后的铁水所浇注的衬板，在840～900℃保温1.0～2.0小时进行奥氏体化处理，然后出炉转入等温淬火炉内在250～340℃保温0.5～1.5小时进行等温淬火处理，制成一种金相组织由奥铁体、碳化物和石墨球组成的高韧性高耐磨的CADI球墨铸铁衬板。