CN106893929A - 一种铸态耐磨铸铁材料及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铸态耐磨铸铁材料，还涉及一种铸态耐磨铸铁及其制造方法的制备方法，在高铬铸铁的基础上提高Cr、C、Ni、V的含量，使得显微组织晶粒得到明显的细化，改善碳化物的形态及分布，提高了材料的硬度及耐磨性，在高温环境下耐磨性好，使材料的使用周期长，生产成本低，满足产品的使用性能。

Description

一种铸态耐磨铸铁材料及其制造方法

技术领域

本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及一种铸态耐磨铸铁材料及其制造方法。

背景技术

现有国标抗磨材料都是在高铬铸铁材料的基础上进行加工的，通常材料中的Cr、C、Ni、V含量比较低，显微组织晶粒没有得到明显的细化，无法进一步改善碳化物的形态及分布，从而降低了材料的韧性、硬度及耐磨性，在高温环境下耐磨性差，使材料的使用周期短，生产成本高，不能满足产品的使用性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供了一种铸态耐磨铸铁材料，还提供了一种铸态耐磨铸铁及其制造方法的制备方法，在高铬铸铁的基础上提高Cr、C、Ni、V的含量，使得显微组织晶粒得到明显的细化，改善碳化物的形态及分布，提高了材料的硬度及耐磨性，在高温环境下耐磨性好，使材料的使用周期长，生产成本低，满足产品的使用性能。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案是：

一种铸态耐磨铸铁材料，按照重量百分比包括下列成分：C2.7％～5.8％，Si0.3％～1.6％，Mn0.3％～0.72％，Cr27％～43％，Ni2％～4％，V0.27％～0.36％，S0.02％～0.06％，P0.01％～0.05％，其余为Fe。

一种铸态耐磨铸铁材料，按照重量百分比包括下列成分：C3.0％～5.4％，Si0.36％～1.5％，Mn0.34％～0.68％，Cr29％～42％，Ni2.1％～3.7％，V0.25％～0.34％，S0.02％～0.06％，P0.01％～0.05％，其余为Fe。

一种铸态耐磨铸铁材料，按照重量百分比包括下列成分：C3.7％～5.1％，Si0.48％～1.2％，Mn0.42％～0.68％，Cr32％～40％，Ni2.1％～3.5％，V0.21％～0.32％，S0.02％～0.05％，P0.01％～0.04％，其余为Fe。

一种铸态耐磨铸铁材料，按照重量百分比包括下列成分：C4.5％～4.9％，Si0.6％～0.9％，Mn0.45％～0.65％，Cr35％～39％，Ni2.4％～2.8％，V0.15％～0.3％，S0.02％～0.04％，P0.02％～0.03％，其余为Fe。

一种铸态耐磨铸铁材料的制造方法，包括下列步骤：

1)准备：C采用含碳量0.10%～0.30左右的钢材余料，Ni采用Ni≥99%的镍板，Cr采用Cr52～60%、C≤10%的铬铁，Mn采用Mn60%～65%、C≤7%的锰铁，V采用V>50%的钒铁，根据各个原料的大小，将钢材余料切割成小块料和大块料，大块料的长度不超过炉口直径的2／3，并去除大块料和小块料上的型砂、铁锈、渣子等杂物；

2）装料：在坩埚底部加小块料，在坩埚边缘部位加大块料，并在大块料的缝隙中塞填小块料，为利于导热导电炉料应装紧，加料时应注意不要碰坩埚；

3）熔化：开始通电6～18分钟，先供给40%～60%的功率，等电流平稳后，逐渐增加电流至最大值，用变压器允许的最大功率供电，熔化炉料，随着坩埚下部炉料的熔化，加料2～5次并捣料，加速炉料的熔化，待炉料完全熔化后，加入镍板、锰铁、钒铁、铬铁，并捣料，加速熔化，当炉料熔清时，扒除炉渣，得到钢水a，并从钢水a中取样Ⅰ送化验室分析,测定钢水中各个成分的实际占比；

4）合金化：根据步骤3）测定出的钢水a中各个成分的实际占比，添加成分占比达不到要求的原料，并捣料，加速熔化，当炉料熔清时，扒除炉渣，得到钢水b，并从钢水中取样II送化验室分析,测定钢水b中各个成分的实际占比，直至钢水中各个成分占比符合要求为止；

5）温度调整：调整步骤4）最终处理后的钢水的温度，维持好出铁温度，采用中等功率送电补充还原热损失，末期改小功率送电，测量铁水温度要求为1530℃；

6）脱氧：待铁液温度和化学成分符合要求，放入包中0.1%的铝线脱氧，停电倾炉出铁，出铁铁水不得暴溅火花，在包中取铁水样品送化验室进行化学成分分析，作为本炉铁水化验结果，用于下炉配料参考；

7）浇注：待铁水静置后1400℃～1430℃之间时浇注。

本发明的有益效果：在高铬铸铁的基础上提高Cr、C、Ni、V的含量，使得显微组织晶粒得到明显的细化，改善碳化物的形态及分布，提高了材料的硬度及耐磨性，在高温环境下耐磨性好，使材料的使用周期长，生产成本低，满足产品的使用性能。

具体实施方式

下面结合具体实施例来进一步说明本发明。

实施例一

1)准备：C采用含碳量0.10%～0.30左右的钢材余料，Ni采用Ni≥99%的镍板，Cr采用Cr52～60%、C≤10%的铬铁，Mn采用Mn60%～65%、C≤7%的锰铁，V采用V>50%的钒铁，根据各个原料的大小，将钢材余料切割成小块料和大块料，大块料的长度不超过炉口直径的2／3，并去除大块料和小块料上的型砂、铁锈、渣子等杂物；

2）装料：在坩埚底部加小块料，在坩埚边缘部位加大块料，并在大块料的缝隙中塞填小块料，为利于导热导电炉料应装紧，加料时应注意不要碰坩埚；

3）熔化：开始通电10分钟，先供给45%的功率，等电流平稳后，逐渐增加电流至最大值，用变压器允许的最大功率供电，熔化炉料，随着坩埚下部炉料的熔化，加料2～5次并捣料，加速炉料的熔化，待炉料完全熔化后，加入镍板、锰铁、钒铁、铬铁，并捣料，加速熔化，当炉料熔清时，扒除炉渣，得到钢水a，并从钢水a中取样Ⅰ送化验室分析,测定钢水中各个成分的实际占比

4）合金化：根据步骤3）测定出的钢水a中各个成分的实际占比，添加成分占比达不到要求的原料，并捣料，加速熔化，当炉料熔清时，扒除炉渣，得到钢水b，并从钢水中取样II送化验室分析,测定钢水b中各个成分的实际占比，直至钢水中各个成分占比符合要求为止；

5）温度调整：调整步骤4）最终处理后的钢水的温度，维持好出铁温度，采用中等功率送电补充还原热损失，末期改小功率送电，测量铁水温度要求为1530℃；

6）脱氧：待铁液温度和化学成分符合要求，放入包中0.1%的铝线脱氧，停电倾炉出铁，出铁铁水不得暴溅火花，在包中取铁水样品送化验室进行化学成分分析，作为本炉铁水化验结果，用于下炉配料参考；

7）浇注：待铁水静置后1410℃时浇注。

实施例二

1)准备：C采用含碳量0.10%～0.30左右的钢材余料，Ni采用Ni≥99%的镍板，Cr采用Cr52～60%、C≤10%的铬铁，Mn采用Mn60%～65%、C≤7%的锰铁，V采用V>50%的钒铁，根据各个原料的大小，将钢材余料切割成小块料和大块料，大块料的长度不超过炉口直径的2／3，并去除大块料和小块料上的型砂、铁锈、渣子等杂物；

2）装料：在坩埚底部加小块料，在坩埚边缘部位加大块料，并在大块料的缝隙中塞填小块料，为利于导热导电炉料应装紧，加料时应注意不要碰坩埚；

3）熔化：开始通电12分钟，先供给50%的功率，等电流平稳后，逐渐增加电流至最大值，用变压器允许的最大功率供电，熔化炉料，随着坩埚下部炉料的熔化，加料2～5次并捣料，加速炉料的熔化，待炉料完全熔化后，加入镍板、锰铁、钒铁、铬铁，并捣料，加速熔化，当炉料熔清时，扒除炉渣，得到钢水a，并从钢水a中取样Ⅰ送化验室分析,测定钢水中各个成分的实际占比；

4）合金化：根据步骤3）测定出的钢水a中各个成分的实际占比，添加成分占比达不到要求的原料，并捣料，加速熔化，当炉料熔清时，扒除炉渣，得到钢水b，并从钢水中取样II送化验室分析,测定钢水b中各个成分的实际占比，直至钢水中各个成分占比符合要求为止；

5）温度调整：调整步骤4）最终处理后的钢水的温度，维持好出铁温度，采用中等功率送电补充还原热损失，末期改小功率送电，测量铁水温度要求为1530℃；

6）脱氧：待铁液温度和化学成分符合要求，放入包中0.1%的铝线脱氧，停电倾炉出铁，出铁铁水不得暴溅火花，在包中取铁水样品送化验室进行化学成分分析，作为本炉铁水化验结果，用于下炉配料参考；

7）浇注：待铁水静置后1420℃之间时浇注。

实施例三

1)准备：C采用含碳量0.10%～0.30左右的钢材余料，Ni采用Ni≥99%的镍板，Cr采用Cr52～60%、C≤10%的铬铁，Mn采用Mn60%～65%、C≤7%的锰铁，V采用V>50%的钒铁，根据各个原料的大小，将钢材余料切割成小块料和大块料，大块料的长度不超过炉口直径的2／3，并去除大块料和小块料上的型砂、铁锈、渣子等杂物；

2）装料：在坩埚底部加小块料，在坩埚边缘部位加大块料，并在大块料的缝隙中塞填小块料，为利于导热导电炉料应装紧，加料时应注意不要碰坩埚；

3）熔化：开始通电15分钟，先供给58%的功率，等电流平稳后，逐渐增加电流至最大值，用变压器允许的最大功率供电，熔化炉料，随着坩埚下部炉料的熔化，加料2～5次并捣料，加速炉料的熔化，待炉料完全熔化后，加入镍板、锰铁、钒铁、铬铁，并捣料，加速熔化，当炉料熔清时，扒除炉渣，得到钢水a，并从钢水a中取样Ⅰ送化验室分析,测定钢水中各个成分的实际占比；

4）合金化：根据步骤3）测定出的钢水a中各个成分的实际占比，添加成分占比达不到要求的原料，并捣料，加速熔化，当炉料熔清时，扒除炉渣，得到钢水b，并从钢水中取样II送化验室分析,测定钢水b中各个成分的实际占比，直至钢水中各个成分占比符合要求为止；

5）温度调整：调整步骤4）最终处理后的钢水的温度，维持好出铁温度，采用中等功率送电补充还原热损失，末期改小功率送电，测量铁水温度要求为1530℃；

6）脱氧：待铁液温度和化学成分符合要求，放入包中0.1%的铝线脱氧，停电倾炉出铁，出铁铁水不得暴溅火花，在包中取铁水样品送化验室进行化学成分分析，作为本炉铁水化验结果，用于下炉配料参考；

7）浇注：待铁水静置后1430℃之间时浇注。

本发明的有益效果：在KmTBCr26材料的基础上提高Cr、C、Ni、V的含量，使得显微组织晶粒得到明显的细化，改善碳化物的形态及分布，提高了材料的硬度及耐磨性，在高温环境下耐磨性好，使材料的使用周期长，生产成本低，满足产品的使用性能。

Claims (5)

1.一种铸态耐磨铸铁材料，其特征在于，按照重量百分比包括下列成分：C2.7％～5.8％，Si0.3％～1.6％，Mn0.3％～0.72％，Cr27％～43％，Ni2％～4％，V0.27％～0.36％，S0.02％～0.06％，P0.01％～0.05％，其余为Fe。

2.根据权利要求1所述的一种铸态耐磨铸铁材料，其特征在于，按照重量百分比包括下列成分：C3.0％～5.4％，Si0.36％～1.5％，Mn0.34％～0.68％，Cr29％～42％，Ni2.1％～3.7％，V0.25％～0.34％，S0.02％～0.06％，P0.01％～0.05％，其余为Fe。

3.根据权利要求2所述的一种铸态耐磨铸铁材料，其特征在于，按照重量百分比包括下列成分：C3.7％～5.1％，Si0.48％～1.2％，Mn0.42％～0.68％，Cr32％～40％，Ni2.1％～3.5％，V0.21％～0.32％，S0.02％～0.05％，P0.01％～0.04％，其余为Fe。

4.根据权利要求3所述的一种铸态耐磨铸铁材料，其特征在于，按照重量百分比包括下列成分：C4.5％～4.9％，Si0.6％～0.9％，Mn0.45％～0.65％，Cr35％～39％，Ni2.4％～2.8％，V0.15％～0.3％，S0.02％～0.04％，P0.02％～0.03％，其余为Fe。

5.如权利要求1所述的一种铸态耐磨铸铁材料的制造方法，其特征在于，包括下列步骤：

1)准备：C采用含碳量0.10%～0.30左右的钢材余料，Ni采用Ni≥99%的镍板，Cr采用Cr52～60%、C≤10%的铬铁，Mn采用Mn60%～65%、C≤7%的锰铁，V采用V>50%的钒铁，根据各个原料的大小，将钢材余料切割成小块料和大块料，大块料的长度不超过炉口直径的2／3，并去除大块料和小块料上的型砂、铁锈、渣子等杂物；

2）装料：在坩埚底部加小块料，在坩埚边缘部位加大块料，并在大块料的缝隙中塞填小块料，为利于导热导电炉料应装紧，加料时应注意不要碰坩埚；

3）熔化：开始通电6～18分钟内，先供给40%～60%的功率，等电流平稳后，逐渐增加电流至最大值，用变压器允许的最大功率供电，熔化炉料，随着坩埚下部炉料的熔化，加料2～5次并捣料，加速炉料的熔化，待炉料完全熔化后，加入镍板、锰铁、钒铁、铬铁，并捣料，加速熔化，当炉料熔清时，扒除炉渣，得到钢水a，并从钢水a中取样Ⅰ送化验室分析,测定钢水中各个成分的实际占比；

4）合金化：根据步骤3）测定出的钢水a中各个成分的实际占比，添加成分占比达不到要求的原料，并捣料，加速熔化，当炉料熔清时，扒除炉渣，得到钢水b，并从钢水中取样II送化验室分析,测定钢水b中各个成分的实际占比，直至钢水中各个成分占比符合要求为止；

5）温度调整：调整步骤4）最终处理好的钢水的温度，维持好出铁温度，采用中等功率送电补充还原热损失，末期改小功率送电，测量铁水温度要求为1530℃；

6）脱氧：待铁液温度和化学成分符合要求，放入包中0.1%的铝线脱氧，停电倾炉出铁，出铁铁水不得暴溅火花，在包中取铁水样品送化验室进行化学成分分析，作为本炉铁水化验结果，用于下炉配料参考；

7）浇注：待铁水静置后1400℃～1430℃之间时浇注。