CN107400822B

CN107400822B - 一种高铬铸铁及其生产工艺

Info

Publication number: CN107400822B
Application number: CN201710777357.4A
Authority: CN
Inventors: 黎春城
Original assignee: Linli Xin'an Abrasion Resistant Material Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Linli Xin'an Abrasion Resistant Material Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2017-09-01
Filing date: 2017-09-01
Publication date: 2019-04-12
Anticipated expiration: 2037-09-01
Also published as: CN107400822A

Abstract

本发明公开了一种高铬铸铁及其生产工艺，其中高铬铸铁主要是由如下质量含量的组分：C 1.2‑3.2%，Cr 22‑26%，Si 0.5‑1.5%，Cu≤0.5%，Mn 0.6‑1.2%，Ni≤0.5%，Mo≤0.5%，S≤0.02%，P≤0.02%，YAG:Ce荧光粉≤0.05%，余量为Fe制备而成的。经过检测，其硬度为65HRc、冲击韧性为1.2J/cm²以上，相对磨损率0.382‑0.410，磨损寿命能够达到16200h以上。

Description

一种高铬铸铁及其生产工艺

技术领域

本发明涉及耐磨材料技术领域，具体涉及一种高铬铸铁及其生产工艺。

背景技术

高铬铸铁是由基体和孤立分布的碳化物（（Cr，Fe）₇C₃）组成，具有较高的硬度和一定的韧性，是一种性能优良而受到特别重视的耐磨材料，应用日益广泛，使用领域已从最初的水泥、煤电，发展到矿上、隧道及疏浚等工况严酷、检修不便的场合。

高铬铸铁化学成分的基本配制原则是：第一，采用亚共晶成分，最好控制在接近共晶成分，越接近约好，以确保亚共晶成分和亚共晶组织，同时得到最佳铸造工艺性能，如超过则组织中会出现粗大的过共晶初生碳化物，初生碳化物的横截面外形呈规则的六角形，其内部有共晶成分的组织及缩孔，这种粗大的初生碳化物在磨料颗粒的冲击挤压下会破裂剥落，以致脱离基体成为细小碳化物碎粒，夹在金属摩擦中间起着磨料磨损作用，当碎粒压入磨损件表面，久之会形成一道道沟槽引起磨损加剧；第二是应确保共晶碳化物为M₇C₃；第三是共晶碳化物数量（含量）适宜；第四是耐磨性与使用工况所要求的韧性应达到最佳配合；第五是有足够的淬透性，空淬时不出现珠光体和索氏体等高温转变组织。

CN2017101564768公开了一种超高铬铸铁及其制备方法，它包括如下质量含量的组分：C 2.55-2.75%，Si 0.7-1.5%，Mn 0.5-1.5%，Cr 40.5-45.0%，Mo 1.0-3.0%，Ni 1.0-3.0%， Cu1.0-2.0%，Ti0.2-0.5%,，V 0.2-0.5%，余量为Fe。通过提高碳和铬的含量，来增加材料中碳化物的含量，在不降低耐腐蚀性的前提下提高硬度，进一步提高使用寿命，但成本相对过高，产品韧性有待优化。

CN2017100784525公开了一种低碳高铬铸铁及其制备工艺，其化学成分的质量百分比为C 1.9-2.3%，Cr 17-19%，Si 0.6-0.9%，Mn 0.9-1.1%，Mo 0.6-0.8%，Cu0.8-1.0%，Ni0.7-0.9%，P ≤0.05%，S ≤0.02%，余量为Fe。虽然获得了较高的硬度又保持了较好的韧性，但是获得的产品耐磨性、韧性均有待提高，而且产品光泽度也有待优化。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种耐磨、韧性好且无裂纹的高铬铸铁。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种高铬铸铁，包括如下质量含量的组分：C 1.2-3.2%，Cr 22-26%，Si 0.5-1.5%，Cu ≤0.5%，Mn 0.6-1.2%，Ni ≤0.5%，Mo≤0.5%，S ≤0.02%，P ≤0.02%，YAG:Ce荧光粉≤0.05%，余量为Fe。

优选地，上述高铬铸铁，包括如下质量含量的组分：C 1.2-1.8%，Cr 22-24%，Si1.5%，Cu 0.5%，Mn 0.6%，Ni 0.5%，Mo 0.3%，S 0.01%，P ≤0.005%，YAG:Ce荧光粉 0.05%，余量为Fe。

本发明的技术方案之二是提供上述高铬铸铁的制备方法，包括如下步骤：

（1）熔炼：将各重量百分数的化学组分配料成混合物，再将混合物熔炼得到铁水，其中熔炼温度为1400-1550℃；

（2）浇铸：将步骤（1）的铁水用铁水包转送并浇注到预制好的模具内成型得到铸件，铁水的浇注温度为1300-1350℃，铁水包内预先放置有碳化硅粉末、球化剂，碳化硅粉末的加入量为铁水总重量的2-5%，球化剂的加入量为为铁水总重量的0.5-1%，浇注的过程中抽真空并施加旋转磁场；

（3）热处理：将步骤（2）的铸件均匀升温至850℃时，停止升温，保温2-3h后，继续升温至1080℃，停止升温，保温4-5h后，将铸件取出，放入常温冷水中急冷并保温2-3h，并不断加入冷水循环；

（4）表面处理：经过步骤（3）处理后，放入10%的水玻璃水溶液中于60-80℃下浸渍10-15min，浸渍过程中施加微波。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：采用本发明的工艺，虽然降低了含碳量，但基体的硬度不降反而增强，而且大幅度细化了共晶碳化物尺寸和晶粒，同时使原子排列更为均匀，提高了产品的韧性，此外，综合表面处理，使高铬铸铁材料的耐磨性能大大提高，而且抗氧化性能、光泽度等均有所提高。经过检测，其硬度为65HRc、冲击韧性为6.5J/cm²以上，相对磨损率0.382-0.410，磨损寿命能够达到16200h以上。

具体实施方式

现结合具体实施例，来对本发明作进一步的详细描述。显然，不能因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。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的前提下所获得的所有其他实施例，均应属于本发明的保护范围。下述实施例中未注明具体条件的种植及管理方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例一

高铬铸铁，包括如下质量含量的组分： C 2.8-3.0%，Cr 24-26%，Si 0.5%，Cu0.3%，Mn 1.2%，Ni 0.3%，Mo 0.3%，S 0.01%，P 0.01%，YAG:Ce荧光粉 0.05%，余量为Fe。

制备方法，包括如下步骤：

（1）熔炼：将各重量百分数的化学组分配料成混合物，再将混合物熔炼得到铁水，其中熔炼温度为1500℃；

（2）浇铸：将步骤（1）的铁水用铁水包转送并浇注到预制好的模具内成型得到铸件，铁水的浇注温度为1300-1350℃，铁水包内预先放置有碳化硅粉末、球化剂，碳化硅粉末的加入量为铁水总重量的5%，球化剂的加入量为为铁水总重量的0.5%，浇注的过程中抽真空并施加旋转磁场，旋转磁场的转速为1500转/分；

（4）表面处理：经过步骤（3）处理后，放入10%的水玻璃水溶液中于60℃下浸渍10min，浸渍过程中施加微波，微波的频率微4000-6000MHz。

实施例二

高铬铸铁，包括如下质量含量的组分：C 1.2-1.8%，Cr 22-24%，Si 1.5%，Cu 0.5%，Mn 0.6%，Ni 0.5%，Mo 0.3%，S 0.01%，P ≤0.005%，YAG:Ce荧光粉 0.05%，余量为Fe。

制备方法，包括如下步骤：

（1）熔炼：将各重量百分数的化学组分配料成混合物，再将混合物熔炼得到铁水，其中熔炼温度为1400℃；

（2）浇铸：将步骤（1）的铁水用铁水包转送并浇注到预制好的模具内成型得到铸件，铁水的浇注温度为1300-1350℃，铁水包内预先放置有碳化硅粉末、球化剂，碳化硅粉末的加入量为铁水总重量的2%，球化剂的加入量为为铁水总重量的1%，浇注的过程中抽真空并施加旋转磁场，旋转磁场的转速为1500转/分；

（4）表面处理：经过步骤（3）处理后，放入10%的水玻璃水溶液中于80℃下浸渍15min，浸渍过程中施加微波，微波的频率微7000-8000MHz。

Claims

1.一种高铬铸铁，包括如下质量含量的组分：C 1.2-3.2%，Cr 22-26%，Si 0.5-1.5%，Cu≤0.5%，Mn 0.6-1.2%，Ni ≤0.5%，Mo≤0.5%，S ≤0.02%，P ≤0.02%，YAG:Ce荧光粉≤0.05%，余量为Fe；其制备方法包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的高铬铸铁，其特征在于，包括如下质量含量的组分：C 1.2-1.8%，Cr 22-24%，Si 1.5%，Cu 0.5%，Mn 0.6%，Ni 0.5%，Mo 0.3%，S 0.01%，P ≤0.005%，YAG:Ce荧光粉 0.05%，余量为Fe。