CN104357734A - 一种高强度灰铸铁减摩材料 - Google Patents

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张全成
薛春
王文东
杜鸣杰
邹颖男
吴志远
顾宙
史科
郑张利
曹明
赵忠民
沈海达
周伟
刘明全
田洪志
游祥飞
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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Abstract

本发明涉及一种高强度灰铸铁减摩材料，具有以下化学成分：C：3.0～3.7％、Si：1.0～1.8％、Mn1.0～1.3％、P：0.02～0.05％、S：0.02-0.80％、Cr：0.1～0.45％、Mo：0.30～0.75％、Cu：0.5～1.0％、Sn：0.1～0.3％，其余为Fe。本发明采用了不同含量与类别的减摩元素，如S、Sn和Cu等，提高了材料的耐磨性能和抗开裂性能，主要用于摩擦材料，铸坯厚度小于100mm时，本体材料的抗拉强度超过250MPa，单铸试样(直径小于25mm)，抗拉强度超过345MPa，在铸铁下金相组织为珠光体和A型片状石墨，具有良好的减摩性能，铸坯厚度小于100mm时，本体材料的抗拉强度超过220MPa。

Description

一种高强度灰铸铁减摩材料
技术领域
本发明属于合金铸铁材料，尤其是涉及一种高强度灰铸铁减摩材料。
背景技术
当厚度增加时，灰铸铁的力学性能降低，导致承载性能下降。对于大型的蒸汽发生器，重量大，在热胀冷缩时，会产生一定的位移，下部的支座需要使用高强度减摩材料。
申请号为201210126163.5的中国专利公开了一种钼铬合金耐磨铸铁，该合金在铸态下金相组织为以致密的片层状珠光体为主。石墨呈片状的A型石墨。具有良好的耐磨性能，机械加工性能良好，适用做汽车内外板甲拉伸模具。本专利的中的灰铸铁采用了不同含量与类别的减摩元素，如S、Sn和Cu等，从而能够进一步提高了材料的耐磨性能和抗开裂性能，主要用于摩擦材料。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种低合金高强度的灰口铸铁减摩材料。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高强度灰铸铁减摩材料，具有以下化学成分：C：3.0～3.7％、Si：1.0～1.8％、Mn1.0～1.3％、P：0.02～0.05％、S：0.02-0.80％、Cr：0.1～0.45％、Mo：0.30～0.75％、Cu：0.5～1.0％、Sn：0.1～0.3％，其余为Fe。
作为优选实施方式，减摩材料的化学成分为C：3.2～3.5％、Si：1.1～1.6％、Mn1.1～1.2％、P：0.02～0.05％、S：0.02-0.60％、Cr：0.1～0.3％、Mo：0.4～0.75％、Cu：0.7～1.0％、Sn：0.1～0.3％，其余为Fe。
作为更加优选的实施方式，减摩材料的化学成分为C：3.5％、Si：1.6％、Mn：1.2％、P：0.02％、S：0.40％、Cr：0.3％、Mo：0.74％、Cu：0.8％、Sn：0.2％，其余为Fe。
与现有技术相比，本申请中的灰铸铁采用了不同含量与类别的减摩元素，如S、Sn和Cu等，提高了材料的耐磨性能和抗开裂性能，主要用于摩擦材料，铸坯厚度小于100mm时，本体材料的抗拉强度超过250MPa，单铸试样(直径小于25mm)，抗拉强度超过345MPa。
附图说明
图1为本发明在放大200倍的石墨形貌照片。
图2为本发明在放大100倍的金相显微组织照片。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
一种减摩用灰口合金铸铁材料，其化学成分是：C：3.5％、Si：1.6％、Mn1.2％、P：0.02、S：0.40％、Cr：0.3％、Mo：0.74％、Cu：0.8％、Sn：0.2％，其余为Fe。
如图1所示，本发明在200倍显微镜下观察，石墨片层结构，石墨的分布形态为A型，石墨长度大于12mm，小于25mm。石墨面积比例超过10％，可以保证良好的减摩效果。
如图2所示，本发明在100倍显微镜下观察，为珠光体组织和片层石墨，另外有少量的合金碳化物，少量铁素体，极少量的磷共晶组织。磷共晶组织少于1％，合金碳化物数量约为1％。光体片层间距细小，以及碳化物的增强作用，提高了材料的强度。
实施例2
一种高强度灰铸铁减摩材料，具有以下化学成分：C：3.0％、Si：1.0％、Mn1.0％、P：0.02％、S：0.02％、Cr：0.1％、Mo：0.30％、Cu：0.5％、Sn：0.1％，其余为Fe。
实施例3
一种高强度灰铸铁减摩材料，具有以下化学成分：C：3.7％、Si：1.8％、Mn1.3％、P：0.05％、S：0.80％、Cr：0.45％、Mo：0.75％、Cu：1.0％、Sn：0.3％，其余为Fe。
实施例4
一种高强度灰铸铁减摩材料，具有以下化学成分：C：3.2％、Si：1.1％、Mn1.1％、P：0.02％、S：0.02％、Cr：0.1％、Mo：0.4％、Cu：0.7％、Sn.0.1％，其余为Fe。
实施例5
一种高强度灰铸铁减摩材料，具有以下化学成分：C：3.5％、Si：1.6％、Mn1.2％、P：0.05％、S：0.60％、Cr：0.3％、Mo：0.75％、Cu：1.0％、Sn：0.3％，其余为Fe。
该种灰铸铁减摩材料在冶炼时按照上述化学成分将生铁、废钢和铁合金配料，然后置于感应加热的电炉中并加热到1465℃进行熔化，通过磁力搅拌模式进行成分混合均匀化处理，取样进行成分快速分析，进行合金成分调整，通过砂型铸造方式进行成型，空冷到室温，在500℃保温4小时，空冷到室温，即得到高强度灰铸铁减摩材料。
以上是对本发明所提供的一种具体实施例机构进行了详细介绍，本实施例只用用于帮助理解本发明的设计方法和核心思想，同时，对本领域技术人员，依据本发明的思想涉及的本质相同的，均在本发明保护范围之内。综上所述，本发明书内容不能理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种高强度灰铸铁减摩材料，其特征在于，具有以下化学成分：C：3.0～3.7％、Si：1.0～1.8％、Mn1.0～1.3％、P：0.02～0.05％、S：0.02-0.80％、Cr：0.1～0.45％、Mo：0.30～0.75％、Cu：0.5～1.0％、Sn：0.1～0.3％，其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的一种高强度灰铸铁减摩材料，其特征在于，优选采用以下化学成分：C：3.2～3.5％、Si：1.1～1.6％、Mn1.1～1.2％、P：0.02～0.05％、S：0.02-0.60％、Cr：0.1～0.3％、Mo：0.4～0.75％、Cu：0.7～1.0％、Sn：0.1～0.3％，其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种高强度灰铸铁减摩材料，其特征在于，优选采用以下化学成分：C：3.5％、Si：1.6％、Mn：1.2％、P：0.02％、S：0.40％、Cr：0.3％、Mo：0.74％、Cu：0.8％、Sn：0.2％，其余为Fe。
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