CN107385317A - 奥氏体球磨铸铁及其加工工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了奥氏体球磨铸铁及其加工工艺，涉及球磨铸铁加工技术领域。本发明包括各成分的重量百分比如下：C：3.76％，Cr：22.3％，Mn：0.46％，Zr：0.51％，Si：0.72，Ti：0.11％，P<0.03％，S<0.01％，Ba：1.12％，Cu：0.82％，Mo：0.96％，V：0.041％，Nb：0.79％，其余为Fe。本发明通过通过调整C和Cr的含量配比，合理的热处理消除铸件内应力、使材料强韧性达到良好配合、提高材料的抗磨性能，采用激冷铸件，使铸铁具有较高硬度的表层和一定强度的心部，既耐磨，又满足零件机械性能要求，提高铸件的抗拉强度和屈服强度，有效减少脱层和脆裂情况的发生。

Description

奥氏体球磨铸铁及其加工工艺
技术领域
本发明属于球磨铸铁加工技术领域，特别是涉及奥氏体球磨铸铁及其加工工艺。
背景技术
高铬白口铸铁材料的基体组织对其耐磨性能起着重要的作用，其基体组织分为：珠光体、奥氏体、马氏体或混合组织。在不同的磨损环境中，基体组织对磨损行为的影响是不同的，因此，在高铬白口铸铁的热处理工艺选择时，按照具体的磨损条件进行合理的选择，以提髙材料的使用寿命。
热处理几乎是每个高铬白口铸铁件必须经过的工序。合理的热处理可消除铸件内应力、使材料强韧性达到良好配合、提高材料的抗磨性能。高铬白口铸铁的加热过程，实际上是二次碳化物析出和溶入的动态过程，淬火温度和保温时间的选择是热处理工艺中至关重要的因素。在一定的温度范围内淬火温度越高，淬透性越高。随合金中含铬量的增加，二次碳化物开始析出的温度范围向高温方向移动，故淬火温度也将随含铬量而改变。由于高铬白口铸铁具有良好的淬透性，在实际生产中，一般采用冷却强度较弱的空冷形式淬火，避免铸件发生热裂等现象，提高材料的使用寿命，髙铬铸铁件可在淬火状态使用，但淬火组织中带有较高的内应力。激冷铸铁具有较高硬度的表层和一定强度的心部，既耐磨，又满足零件的机械性能要求。
发明内容
本发明的目的在于提供奥氏体球磨铸铁及其加工工艺，通过调整C和Cr的含量配比，合理的热处理消除铸件内应力、使材料强韧性达到良好配合、提高材料的抗磨性能，采用激冷铸件，使铸铁具有较高硬度的表层和一定强度的心部，既耐磨，又满足零件的机械性能要求。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为奥氏体球磨铸铁，各成分的重量百分比如下：C：3.35～4.25％，Cr：16～25.5％，Mn：0.38～0.62％，Zr：0.41～0.68％，Si：0.45～0.83％，Ti：0.02～0.14％，P<0.03％，S<0.01％，Ba：0.96～1.27％，Cu：0.43～0.95％，Mo：0.86～1.63％，V：0.035～0.045％，Nb：0.15～0.98％，其余为Fe。
进一步地，所述各成分的重量百分比如下：C：3.76％，Cr：22.3％，Mn：0.46％，Zr：0.51％，Si：0.72，Ti：0.11％，P<0.03％，S<0.01％，Ba：1.12％，Cu：0.82％，Mo：0.96％，V：0.041％，Nb：0.79％，其余为Fe。
进一步地，所述各成分的重量百分比如下：C：3.85％，Cr：18.35％，Mn：0.58％，Zr：0.61％，Si：0.75％，Ti：0.09％，P<0.03％，S<0.01％，Ba：1.08％，Cu：0.84％，Mo：1.53％，V：0.042％，Nb：0.85％，其余为Fe。
奥氏体球磨铸铁的加工工艺，包括如下步骤：
SS01原料熔炼，将包含C：3.35～4.25％，Cr：16～25.5％，Mn：0.38～0.62％，Zr：0.41～0.68％，Si：0.45～0.83％，Ti：0.02～0.14％，P<0.03％，S<0.01％，Ba：0.96～1.27％，Cu：0.43～0.95％，Mo：0.86～1.63％，V：0.035～0.045％，Nb：0.15～0.98％，其余为Fe的原料进行熔炼；奥氏体化的温度为980～1000℃，奥氏体化的时间为2～4.5小时；保证铁水的出炉温度为1490～1520℃；
SS02变质处理、孕育处理，将钒-铁变质剂、稀土加入包底，对铁水进行复合变质处理；采用75硅铁进行孕育处理，孕育温度为1350℃；
SS03造型浇注，采用树脂砂造型，采用Te涂料进行激冷，浇注温度为1450～1500℃；
SS04热处理，对SS03中的铸件进行空淬；将铸件重新加热至890～920℃，保温1.5～2小时；将铸件缓慢冷却至420～485℃出炉油冷，冷却速度小于25℃/h；冷却至室温后，在将铸件缓慢加热至450～550℃，保温3.5～4小时，加热速度小于105℃/h，空冷至室温。
进一步地，所述SS02中钒-铁变质剂的加入量为铁水总量的0.01～0.035％、稀土的加入量为铁水总量的0.15～0.41％。
进一步地，所述SS03中Te涂料的组成成分为：Te：21～28％、耐火黏土：15～22％、膨润土：7～15％、Cu：20～35％；涂层厚度为0.85～1.3mm；Te涂料的粉粒度为75～80目。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过调整C和Cr的含量配比，合理的热处理消除铸件内应力、使材料强韧性达到良好配合、提高材料的抗磨性能，采用激冷铸件，使铸铁具有较高硬度的表层和一定强度的心部，既耐磨，又满足零件的机械性能要求，提高铸件的抗拉强度和屈服强度，提高铸件的使用性能，有效的减少脱层和脆裂情况的发生。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明为奥氏体球磨铸铁，各成分的重量百分比如下：C：3.35～4.25％，Cr：16～25.5％，Mn：0.38～0.62％，Zr：0.41～0.68％，Si：0.45～0.83％，Ti：0.02～0.14％，P<0.03％，S<0.01％，Ba：0.96～1.27％，Cu：0.43～0.95％，Mo：0.86～1.63％，V：0.035～0.045％，Nb：0.15～0.98％，其余为Fe。
其中，所述各成分的重量百分比如下：C：3.76％，Cr：22.3％，Mn：0.46％，Zr：0.51％，Si：0.72，Ti：0.11％，P<0.03％，S<0.01％，Ba：1.12％，Cu：0.82％，Mo：0.96％，V：0.041％，Nb：0.79％，其余为Fe。
其中，所述各成分的重量百分比如下：C：3.85％，Cr：18.35％，Mn：0.58％，Zr：0.61％，Si：0.75％，Ti：0.09％，P<0.03％，S<0.01％，Ba：1.08％，Cu：0.84％，Mo：1.53％，V：0.042％，Nb：0.85％，其余为Fe。
奥氏体球磨铸铁的加工工艺，包括如下步骤：
SS01原料熔炼，将包含C：3.35～4.25％，Cr：16～25.5％，Mn：0.38～0.62％，Zr：0.41～0.68％，Si：0.45～0.83％，Ti：0.02～0.14％，P<0.03％，S<0.01％，Ba：0.96～1.27％，Cu：0.43～0.95％，Mo：0.86～1.63％，V：0.035～0.045％，Nb：0.15～0.98％，其余为Fe的原料进行熔炼；奥氏体化的温度为980～1000℃，奥氏体化的时间为2～4.5小时；保证铁水的出炉温度为1490～1520℃；
SS02变质处理、孕育处理，将钒-铁变质剂、稀土加入包底，对铁水进行复合变质处理；采用75硅铁进行孕育处理，孕育温度为1350℃；
SS03造型浇注，采用树脂砂造型，采用Te涂料进行激冷，浇注温度为1450～1500℃；
SS04热处理，对SS03中的铸件进行空淬；将铸件重新加热至890～920℃，保温1.5～2小时；将铸件缓慢冷却至420～485℃出炉油冷，冷却速度小于25℃/h；冷却至室温后，在将铸件缓慢加热至450～550℃，保温3.5～4小时，加热速度小于105℃/h，空冷至室温。
其中，SS02中钒-铁变质剂的加入量为铁水总量的0.01～0.035％、稀土的加入量为铁水总量的0.15～0.41％。
其中，SS03中Te涂料的组成成分为：Te：21～28％、耐火黏土：15～22％、膨润土：7～15％、Cu：20～35％；涂层厚度为0.85～1.3mm；Te涂料的粉粒度为75～80目。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.奥氏体球磨铸铁，其特征在于，各成分的重量百分比如下：
C：3.35～4.25％，Cr：16～25.5％，Mn：0.38～0.62％，Zr：0.41～0.68％，Si：0.45～0.83％，Ti：0.02～0.14％，P<0.03％，S<0.01％，Ba：0.96～1.27％，Cu：0.43～0.95％，Mo：0.86～1.63％，V：0.035～0.045％，Nb：0.15～0.98％，其余为Fe。
2.根据权利要求1所述的奥氏体球磨铸铁，其特征在于，所述各成分的重量百分比如下：
C：3.76％，Cr：22.3％，Mn：0.46％，Zr：0.51％，Si：0.72，Ti：0.11％，P<0.03％，S<0.01％，Ba：1.12％，Cu：0.82％，Mo：0.96％，V：0.041％，Nb：0.79％，其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的奥氏体球磨铸铁，其特征在于，所述各成分的重量百分比如下：
C：3.85％，Cr：18.35％，Mn：0.58％，Zr：0.61％，Si：0.75％，Ti：0.09％，P<0.03％，S<0.01％，Ba：1.08％，Cu：0.84％，Mo：1.53％，V：0.042％，Nb：0.85％，其余为Fe。
4.奥氏体球磨铸铁的加工工艺，其特征在于，包括如下步骤：
SS01原料熔炼，将包含C：3.35～4.25％，Cr：16～25.5％，Mn：0.38～0.62％，Zr：0.41～0.68％，Si：0.45～0.83％，Ti：0.02～0.14％，P<0.03％，S<0.01％，Ba：0.96～1.27％，Cu：0.43～0.95％，Mo：0.86～1.63％，V：0.035～0.045％，Nb：0.15～0.98％，其余为Fe的原料进行熔炼；奥氏体化的温度为980～1000℃，奥氏体化的时间为2～4.5小时；保证铁水的出炉温度为1490～1520℃；
SS02变质处理、孕育处理，将钒-铁变质剂、稀土加入包底，对铁水进行复合变质处理；采用75硅铁进行孕育处理，孕育温度为1350℃；
SS03造型浇注，采用树脂砂造型，采用Te涂料进行激冷，浇注温度为1450～1500℃；
SS04热处理，对SS03中的铸件进行空淬；将铸件重新加热至890～920℃，保温1.5～2小时；将铸件缓慢冷却至420～485℃出炉油冷，冷却速度小于25℃/h；冷却至室温后，在将铸件缓慢加热至450～550℃，保温3.5～4小时，加热速度小于105℃/h，空冷至室温。
5.根据权利要求4所述的奥氏体球磨铸铁的加工工艺，其特征在于，所述SS02中钒-铁变质剂的加入量为铁水总量的0.01～0.035％、稀土的加入量为铁水总量的0.15～0.41％。
6.根据权利要求4所述的奥氏体球磨铸铁的加工工艺，其特征在于，所述SS03中Te涂料的组成成分为：Te：21～28％、耐火黏土：15～22％、膨润土：7～15％、Cu：20～35％；涂层厚度为0.85～1.3mm；Te涂料的粉粒度为75～80目。
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