CN106399810A - 一种含硼耐磨铸铁的热处理方法 - Google Patents

一种含硼耐磨铸铁的热处理方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含硼耐磨铸铁的热处理方法，所述的含硼耐磨铸铁其成分的重量百分比为C2.7～3.7%、Si1.8～2.8%、Mn0.5～1.3%、B0.04～0.08%、P﹤0.15%、S≤0.08%，余量为Fe。所述方法包括配料、预热、熔炼、炉前快速分析、终脱氧、孕育处理、浇注、高温退火。该方法简单，通过严格控制硼的加入量，铸造出髙性能减磨铸铁，并能替代部分昂贵合金元素，同时改善机械性能及切削加工性能，特别适合铸造汽缸套和活塞环。

Description

一种含硼耐磨铸铁的热处理方法
技术领域
本发明涉及黑色金属的生产技术领域，尤其是一种含硼耐磨铸铁的热处理方法。
背景技术
含硼耐磨铸铁是一种性能优良的减磨材料，它具有很高的硬度和延长铸件的使用寿命的特点。含硼铸铁只需在铸铁中加入硼，基体组织几乎不发生变化，只是在奥氏体中出现一部分硼碳化物。由于硼碳化物的显徴硬度较髙HV＝1100左右，因此提髙了耐磨性，同时硼碳化物在基体中均匀分布，所以对加工性能并不带来很多困难。另外为了消除自由渗碳体，降低硬度，改善机械性能及切削加工性能，需进行高温退火处理。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是提供一种含硼耐磨铸铁的热处理方法。通过控制铸铁中硼的加入量，铸造出耐磨铸铁，并进行高温退火改善机械性能及切削加工性能。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包括下述几个步骤：
第一步：配料：将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁按C2.7～3.7%、Si1.8～2.8%、Mn0.5～1.3%、B0.04～0.08%、P﹤0.15%、S≤0.08%，余量为Fe重量百分比的方式进行配料；
第二步：预热：将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热；
第三步：熔炼：将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后，投入其数量为炉料22～28%，成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧，再投入烘烤处理的锰铁和硅铁得到铁液；
第四步：炉前快速分析：取铁液浇注试样进行快速分析，根据分析结果调整化学成分；
第五步：终脱氧：将铁液温度升温至1470～1620℃，投入其数量为铁液0.1～0.3%的铝进行终脱氧；
第六步：孕育处理：铁液自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理，加入其数量为铁液量的0.3～0.5%孕育剂，孕育剂的粒度为2～6mm，孕育剂为75硅铁；
第七步：浇注：待铁液温度降至1430～1510℃时，进行浇注，得到铸件；
第八步：高温退火。
所述的第八步高温退火中，铸件﹤200℃以下装入热处理炉中，以80～100℃／h的速度升温至765～820℃，保温2～5h进行快速冷却至510℃时，再将铸件放入热处理炉60～100℃／h的速度冷至300℃以下出炉空冷，得到含硼耐磨铸铁。
本发明的有益效果是：方法简单，通过严格控制硼的加入量，铸造出髙性能减磨铸铁，并能替代部分昂贵合金元素，同时改善机械性能及切削加工性能，特别适合铸造汽缸套和活塞环。
具体实施方式
实施例1：
本例的一种含硼耐磨铸铁的热处理方法，包括下述几个步骤：
第一步：配料：将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁按C2.7%、Si1.8%、Mn0.5%、B0.04%、P﹤0.15%、、S≤0.08%，余量为Fe重量百分比的方式进行配料；
第二步：预热：将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热；
第三步：熔炼：将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后，投入其数量为炉料22%，成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧，再投入烘烤处理的锰铁和硅铁得到铁液；
第四步：炉前快速分析：取铁液浇注试样进行快速分析，根据分析结果调整化学成分；
第五步：终脱氧：将铁液温度升温至1470℃，投入其数量为铁液0.1%的铝进行终脱氧；
第六步：孕育处理：铁液自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理，加入其数量为铁液量的0.3%孕育剂，孕育剂的粒度为2mm，孕育剂为75硅铁；
第七步：浇注：待铁液温度降至1430℃时，进行浇注，得到铸件；
第八步：高温退火：铸件﹤200℃以下装入热处理炉中，以80℃／h的速度升温至765℃，保温2h进行快速冷却至510℃时，再将铸件放入热处理炉以60℃／h的速度冷至300℃以下出炉空冷，得到含硼耐磨铸铁。
实施例2：
本例的一种含硼耐磨铸铁的热处理方法，包括下述几个步骤：
第一步：配料：将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁按C3.2%、Si2.3%、Mn0.9%、B0.06%、P﹤0.15%、S≤0.08%，余量为Fe重量百分比的方式进行配料；
第二步：预热：将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热；
第三步：熔炼：将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后，投入其数量为炉料25%，成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧，再投入烘烤处理的锰铁和硅铁得到铁液；
第四步：炉前快速分析：取铁液浇注试样进行快速分析，根据分析结果调整化学成分；
第五步：终脱氧：将铁液温度升温至1495℃，投入其数量为铁液0.2%的铝进行终脱氧；
第六步：孕育处理：铁液自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理，加入其数量为铁液量的0.4%孕育剂，孕育剂的粒度为4mm，孕育剂为75硅铁；
第七步：浇注：待铁液温度降至1470℃时，进行浇注，得到铸件；
第八步：高温退火：铸件﹤200℃以下装入热处理炉中，以90℃／h的速度升温至792℃，保温3.5h进行快速冷却至510℃时，再将铸件放入热处理炉以80℃／h的速度冷至300℃以下出炉空冷，得到含硼耐磨铸铁。
实施例3：
本例的一种含硼耐磨铸铁的热处理方法，包括下述几个步骤：
第一步：配料：将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁按C3.7%、Si2.8%、Mn1.3%、B0.08%、P﹤0.15%、S≤0.08%，余量为Fe重量百分比的方式进行配料；
第二步：预热：将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热；
第三步：熔炼：将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后，投入其数量为炉料28%，成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧，再投入烘烤处理的锰铁和硅铁得到铁液；
第四步：炉前快速分析：取铁液浇注试样进行快速分析，根据分析结果调整化学成分；
第五步：终脱氧：将铁液温度升温至1620℃，投入其数量为铁液0.3%的铝进行终脱氧；
第六步：孕育处理：铁液自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理，加入其数量为铁液量的0.5%孕育剂，孕育剂的粒度为6mm，孕育剂为75硅铁；
第七步：浇注：待铁液温度降至1510℃时，进行浇注，得到铸件；
第八步：高温退火：铸件﹤200℃以下装入热处理炉中，以100℃／h的速度升温至820℃，保温3.5h进行快速冷却至510℃时，再将铸件放入热处理炉以100℃／h的速度冷至300℃以下出炉空冷，得到含硼耐磨铸铁。
以上对本发明的具体实施方式作了说明，但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围，本发明的保护范围由随附的权利要求书限定，仼何在本发明权利要求基础上的任何修改、等同替换和改进等，均落入本发明的保护范围之內。

Claims (2)

1.一种含硼耐磨铸铁的热处理方法，其特征在于：包括下述几个步骤：
第一步：配料：将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁按C2.7～3.7%、Si1.8～2.8%、Mn0.5～1.3%、B0.04～0.08%、P﹤0.15%、S≤0.08%，余量为Fe重量百分比的方式进行配料；
第二步：预热：将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热；
第三步：熔炼：将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后，投入其数量为炉料22～28%，成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧，再投入烘烤处理的锰铁和硅铁得到铁液；
第四步：炉前快速分析：取铁液浇注试样进行快速分析，根据分析结果调整化学成分；
第五步：终脱氧：将铁液温度升温至1470～1620℃，投入其数量为铁液0.1～0.3%的铝进行终脱氧；
第六步：孕育处理：铁液自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理，加入其数量为铁液量的0.3～0.5%孕育剂，孕育剂的粒度为2～6mm，孕育剂为75硅铁；
第七步：浇注：待铁液温度降至1430～1510℃时，进行浇注，得到铸件；
第八步：高温退火。
2.根据权利要求1所述的一种含硼耐磨铸铁的热处理方法，其特征在于：在所述的第八步高温退火中，铸件﹤200℃以下装入热处理炉中，以80～100℃／h的速度升温至765～820℃，保温2～5h进行快速冷却至510℃时，再将铸件放入热处理炉以60～100℃／h的速度冷至300℃以下出炉空冷，得到含硼耐磨铸铁。
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