CN106591691A - 一种用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料及其生产工艺 - Google Patents

一种用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料及其生产工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料，由以下按照重量百分比的原料组成：C 3.2‑3.5%、Si 0.7‑0.9%、Mn 0.9‑1.2%、Cr 20‑23%、Mo 0.8‑1.3%、Ni 0.2‑0.4%、V 0.1‑0.3%、Ti 0.1‑0.2%、Cu 0.6‑0.8%、S≤0.03%、P 0.01‑0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质。本发明还公开了所述用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料的生产工艺。本发明制备的耐磨高铬铸铁材料采用稀土合金包内变质，显著降低了产品的晶粒度，并优化的成分配比，使该高铬铸铁材料的耐磨性能大大提高，能够满足市场对于高铬铸铁材料越来越高的性能要求。

Description

一种用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料及其生产工艺
技术领域
本发明涉及机械配件材料技术领域，具体是一种用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料及其生产工艺。
背景技术
机械配件种类繁多，根据机械配件的应用需求会选择不同的制造材料。对于耐磨要求较高的机械配件，一般会选择高铬铸铁作为制造材料。高铬铸铁是高铬白口抗磨铸铁的简称，是一种性能优良而受到特别重视的抗磨材料。它以比合金钢高得多的耐磨性，和比一般白口铸铁高得多的韧性、强度，同时它还兼有良好的抗高温和抗腐蚀性能，加之生产便捷、成本适中，而被誉为当代最优良的抗磨损材料之一。随着时代的发展，市场对高铬铸铁提出了越来越高的性能要求，现有的高铬铸铁材料已经逐渐无法满足市场的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料及其生产工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料，由以下按照重量百分比的原料组成：C 3.2-3.5%、Si 0.7-0.9%、Mn 0.9-1.2%、Cr 20-23%、Mo 0.8-1.3%、Ni 0.2-0.4%、V 0.1-0.3%、Ti0.1-0.2%、Cu 0.6-0.8%、S≤0.03%、P 0.01-0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质。
作为本发明进一步的方案：由以下按照重量百分比的原料组成：C 3.3-3.4%、Si0.73-0.86%、Mn 1.0-1.1%、Cr 21-22%、Mo 0.9-1.2%、Ni 0.21-0.35%、V 0.15-0.28%、Ti0.13-0.19%、Cu 0.65-0.74%、S≤0.02%、P 0.01-0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。
作为本发明再进一步的方案：由以下按照重量百分比的原料组成：C 3.36%、Si0.81%、Mn 1%、Cr 21.7%、Mo 1.1%、Ni 0.27%、V 0.22%、Ti 0.16%、Cu 0.69%、S 0.01%、P0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。
所述用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料的生产工艺，步骤如下：
1）按照比例各原料，将除钛铁、钒铁和铜外的其它原料放入中频真空感应炉中，熔化后获得铁液；
2）将铁液温度升高至1430-1460℃，加入铁液总质量0.3-0.4%的复合脱氧剂进行预脱氧处理，然后再加入铁液总质量0.5-0.7%的纯铝进行最终脱氧处理；
3）对脱氧处理后的铁液进行扒渣处理2-3次，然后加入钛铁、钒铁和铜，溶清炉渣出铁液，在出铁液前在浇包内加入铁液总质量0.1-0.2%的稀土镁硅，冲入铁液进行变质处理，待稀土镁硅反应完全后即可进行浇注；
4）将铁液浇注至砂型中，保温冷却后，取出铸件；
5）对铸件进行打磨，以去除浇冒口；
6）将打磨后的铸件升温至800-850℃，保温2-3h，进行退火处理，然后出炉空冷至180-200℃，再升温至600-650℃进行回火处理，保温5-8h，出炉空冷至室温，即可。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明制备的耐磨高铬铸铁材料采用稀土合金包内变质，显著降低了产品的晶粒度，并优化的成分配比，使该高铬铸铁材料的耐磨性能大大提高，其耐磨性能能够达到是普通 KMTBCr26 的 3-5倍，能够满足市场对于高铬铸铁材料越来越高的性能要求；
2、本发明制备耐磨高铬铸铁材料的生产工艺，工艺流程简单，步骤合理，降低了批量生产的难度，能够直接可以应用于工业生产。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。
实施例1
一种用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料，由以下按照重量百分比的原料组成：C 3.2%、Si 0.7%、Mn 0.9%、Cr 20%、Mo 0.8%、Ni 0.2%、V 0.1%、Ti 0.1%、Cu 0.6%、S 0.01%、P0.01%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例中，所述用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料的生产工艺，步骤如下：
1）按照比例各原料，将除钛铁、钒铁和铜外的其它原料放入中频真空感应炉中，熔化后获得铁液；
2）将铁液温度升高至1430℃，加入铁液总质量0.3%的复合脱氧剂进行预脱氧处理，然后再加入铁液总质量0.5%的纯铝进行最终脱氧处理；
3）对脱氧处理后的铁液进行扒渣处理2次，然后加入钛铁、钒铁和铜，溶清炉渣出铁液，在出铁液前在浇包内加入铁液总质量0.1%的稀土镁硅，冲入铁液进行变质处理，待稀土镁硅反应完全后即可进行浇注；
4）将铁液浇注至砂型中，保温冷却后，取出铸件；
5）对铸件进行打磨，以去除浇冒口；
6）将打磨后的铸件升温至800℃，保温2h，进行退火处理，然后出炉空冷至180℃，再升温至600℃进行回火处理，保温5h，出炉空冷至室温，即可。
实施例2
一种用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料，由以下按照重量百分比的原料组成：C 3.3%、Si 0.75%、Mn 0.93%、Cr 21%、Mo 0.9%、Ni 0.28%、V 0.15%、Ti 0.13%、Cu 0.67%、S 0.01%、P0.01%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例中，所述用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料的生产工艺，步骤如下：
1）按照比例各原料，将除钛铁、钒铁和铜外的其它原料放入中频真空感应炉中，熔化后获得铁液；
2）将铁液温度升高至1440℃，加入铁液总质量0.32%的复合脱氧剂进行预脱氧处理，然后再加入铁液总质量0.55%的纯铝进行最终脱氧处理；
3）对脱氧处理后的铁液进行扒渣处理3次，然后加入钛铁、钒铁和铜，溶清炉渣出铁液，在出铁液前在浇包内加入铁液总质量0.13%的稀土镁硅，冲入铁液进行变质处理，待稀土镁硅反应完全后即可进行浇注；
4）将铁液浇注至砂型中，保温冷却后，取出铸件；
5）对铸件进行打磨，以去除浇冒口；
6）将打磨后的铸件升温至810℃，保温2.5h，进行退火处理，然后出炉空冷至185℃，再升温至610℃进行回火处理，保温6h，出炉空冷至室温，即可。
实施例3
一种用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料，由以下按照重量百分比的原料组成：C3.36%、Si 0.81%、Mn 1%、Cr 21.7%、Mo 1.1%、Ni 0.27%、V 0.22%、Ti 0.16%、Cu 0.69%、S0.01%、P 0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例中，所述用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料的生产工艺，步骤如下：
1）按照比例各原料，将除钛铁、钒铁和铜外的其它原料放入中频真空感应炉中，熔化后获得铁液；
2）将铁液温度升高至1445℃，加入铁液总质量0.35%的复合脱氧剂进行预脱氧处理，然后再加入铁液总质量0.6%的纯铝进行最终脱氧处理；
3）对脱氧处理后的铁液进行扒渣处理3次，然后加入钛铁、钒铁和铜，溶清炉渣出铁液，在出铁液前在浇包内加入铁液总质量0.15%的稀土镁硅，冲入铁液进行变质处理，待稀土镁硅反应完全后即可进行浇注；
4）将铁液浇注至砂型中，保温冷却后，取出铸件；
5）对铸件进行打磨，以去除浇冒口；
6）将打磨后的铸件升温至830℃，保温2.5h，进行退火处理，然后出炉空冷至190℃，再升温至630℃进行回火处理，保温6.5h，出炉空冷至室温，即可。
实施例4
一种用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料，由以下按照重量百分比的原料组成：C 3.4%、Si 0.8%、Mn 1.15%、Cr 22%、Mo 0.8%、Ni 0.3%、V 0.25%、Ti 0.1%、Cu 0.8%、S 0.03%、P0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例中，所述用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料的生产工艺，步骤如下：
1）按照比例各原料，将除钛铁、钒铁和铜外的其它原料放入中频真空感应炉中，熔化后获得铁液；
2）将铁液温度升高至1450℃，加入铁液总质量0.38%的复合脱氧剂进行预脱氧处理，然后再加入铁液总质量0.65%的纯铝进行最终脱氧处理；
3）对脱氧处理后的铁液进行扒渣处理2次，然后加入钛铁、钒铁和铜，溶清炉渣出铁液，在出铁液前在浇包内加入铁液总质量0.17%的稀土镁硅，冲入铁液进行变质处理，待稀土镁硅反应完全后即可进行浇注；
4）将铁液浇注至砂型中，保温冷却后，取出铸件；
5）对铸件进行打磨，以去除浇冒口；
6）将打磨后的铸件升温至840℃，保温3h，进行退火处理，然后出炉空冷至190℃，再升温至640℃进行回火处理，保温7h，出炉空冷至室温，即可。
实施例5
一种用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料，由以下按照重量百分比的原料组成：C 3.5%、Si 0.9%、Mn 1.2%、Cr 23%、Mo 1.3%、Ni 0.4%、V 0.3%、Ti 0.2%、Cu 0.8%、S 0.03%、P0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本实施例中，所述用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料的生产工艺，步骤如下：
1）按照比例各原料，将除钛铁、钒铁和铜外的其它原料放入中频真空感应炉中，熔化后获得铁液；
2）将铁液温度升高至1460℃，加入铁液总质量0.4%的复合脱氧剂进行预脱氧处理，然后再加入铁液总质量0.7%的纯铝进行最终脱氧处理；
3）对脱氧处理后的铁液进行扒渣处理3次，然后加入钛铁、钒铁和铜，溶清炉渣出铁液，在出铁液前在浇包内加入铁液总质量0.2%的稀土镁硅，冲入铁液进行变质处理，待稀土镁硅反应完全后即可进行浇注；
4）将铁液浇注至砂型中，保温冷却后，取出铸件；
5）对铸件进行打磨，以去除浇冒口；
6）将打磨后的铸件升温至850℃，保温3h，进行退火处理，然后出炉空冷至200℃，再升温至650℃进行回火处理，保温8h，出炉空冷至室温，即可。
本发明制备的耐磨高铬铸铁材料采用稀土合金包内变质，显著降低了产品的晶粒度，并优化的成分配比，使该高铬铸铁材料的耐磨性能大大提高，其耐磨性能能够达到是普通 KMTBCr26 的 3-5倍，能够满足市场对于高铬铸铁材料越来越高的性能要求；本发明制备耐磨高铬铸铁材料的生产工艺，工艺流程简单，步骤合理，降低了批量生产的难度，能够直接可以应用于工业生产。
上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (4)

1.一种用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料，其特征在于，由以下按照重量百分比的原料组成：C 3.2-3.5%、Si 0.7-0.9%、Mn 0.9-1.2%、Cr 20-23%、Mo 0.8-1.3%、Ni 0.2-0.4%、V0.1-0.3%、Ti 0.1-0.2%、Cu 0.6-0.8%、S≤0.03%、P 0.01-0.03%，余量为Fe和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料，其特征在于，由以下按照重量百分比的原料组成：C 3.3-3.4%、Si 0.73-0.86%、Mn 1.0-1.1%、Cr 21-22%、Mo 0.9-1.2%、Ni 0.21-0.35%、V 0.15-0.28%、Ti 0.13-0.19%、Cu 0.65-0.74%、S≤0.02%、P 0.01-0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。
3.根据权利要求2所述的用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料，其特征在于，由以下按照重量百分比的原料组成：C 3.36%、Si 0.81%、Mn 1%、Cr 21.7%、Mo 1.1%、Ni 0.27%、V0.22%、Ti 0.16%、Cu 0.69%、S 0.01%、P 0.02%，余量为Fe和不可避免的杂质。
4.一种如权利要求1-3任一所述的用于机械配件的耐磨高铬铸铁材料的生产工艺，其特征在于，步骤如下：
1）按照比例各原料，将除钛铁、钒铁和铜外的其它原料放入中频真空感应炉中，熔化后获得铁液；
2）将铁液温度升高至1430-1460℃，加入铁液总质量0.3-0.4%的复合脱氧剂进行预脱氧处理，然后再加入铁液总质量0.5-0.7%的纯铝进行最终脱氧处理；
3）对脱氧处理后的铁液进行扒渣处理2-3次，然后加入钛铁、钒铁和铜，溶清炉渣出铁液，在出铁液前在浇包内加入铁液总质量0.1-0.2%的稀土镁硅，冲入铁液进行变质处理，待稀土镁硅反应完全后即可进行浇注；
4）将铁液浇注至砂型中，保温冷却后，取出铸件；
5）对铸件进行打磨，以去除浇冒口；
6）将打磨后的铸件升温至800-850℃，保温2-3h，进行退火处理，然后出炉空冷至180-200℃，再升温至600-650℃进行回火处理，保温5-8h，出炉空冷至室温，即可。
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