CN107574360A - 一种高铬铸铁高强度合金耐磨球及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高铬铸铁高强度合金耐磨球及其制造方法，涉及耐磨铸铁制备技术领域。本发明包括各成分的重量百分比如下：C：4.35～4.47％，Cr：20～22％，Mn：0.41～0.48％，W：2.0～2.3％，Si：0.9～1.1％，Ti：0.13～0.17％，P<0.045％，S<0.014％，B：0.035～0.067％，Cu：0.37～0.48％，Mo：0.37～0.46％，其余为Fe。本发明通过调节C和Cr的添加量，调节C和Cu的添加量，以提高铸铁的强度，提高淬透性，增强高铬铸铁的耐磨性，完善高铬铸铁的抗磨损性能，在熔铸过程中选用合理的工艺参数，保证耐磨钢球的加工质量，降低碎球几率。
Description
技术领域
本发明属于耐磨铸铁制备技术领域，特别是涉及一种高铬铸铁高强度合金耐磨球及其制造方法。
背景技术
耐磨铸铁的组织具有均匀的高硬度。普通白口铸铁就是一种抗磨性高的铸铁，但其脆性大，因此常加入适量的Cu、Cr、Mo、W、Ni、Mn等合金元素，增加其韧性，并具有更高的硬度和耐磨性。白口铸铁是不含石墨的铸铁，几乎全部的碳都与铁形成渗碳体，具有很大的硬度和脆性。不能承受冷加工，也不能承受热加工，只能直接用于铸造状态。高锰钢经水韧处理后的组织为单相奥氏体，在强烈冲击、挤压载荷的反复作用下，具有加工硬化的特点，并且冲击能量越大，硬化效果越好。但是如果加工硬化效果不充分，表面硬度就偏低，其耐磨性就差。
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料磨损材料之一。高铬铸铁含铬高为了提高淬透性，需要加入钼细化晶粒，稳定珠光体，但是这样会引起白口，所以加入铜来抵消钼的作用，但是铜在铸铁中是石墨化元素，会提高铁-石墨系的共晶温度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高铬铸铁高强度合金耐磨球及其制造方法，通过调节C和Cr的添加量，调节C和Cu的添加量，以提高铸铁的强度，提高淬透性，增强高铬铸铁的耐磨性，完善高铬铸铁的抗磨损性能，强化高铬铸铁的使用性能。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种高铬铸铁高强度合金耐磨球，各成分的重量百分比如下：C：4.35～4.47％，Cr：20～22％，Mn：0.41～0.48％，W：2.0～2.3％，Si：0.9～1.1％，Ti：0.13～0.17％，P<0.045％，S<0.014％，B：0.035～0.067％，Cu：0.37～0.48％，Mo：0.37～0.46％，其余为Fe；其中，Cr含量相对于C含量之比为4～5的范围；其中，C含量相对于Cu含量之比为9～12的范围。
进一步地，所述各成分的重量百分比如下：C：4.42％，Cr：21.3％，Mn：0.43％，W：2.13％，Si：0.95％，Ti：0.14％，P<0.045％，S<0.014％，B：0.047％，Cu：0.39％，Mo：0.42％，其余为Fe。
进一步地，所述各成分的重量百分比如下：C：4.37％，Cr：21.7％，Mn：0.46％，W：2.17％，Si：0.97％，Ti：0.15％，P<0.045％，S<0.014％，B：0.055％，Cu：0.43％，Mo：0.38％，其余为Fe。
一种高铬铸铁高强度合金耐磨球的制造方法，包括如下步骤：
步骤一：制备砂型，采用48％的原砂、48％的旧砂和5％～14％的黏土进行配比，制得砂型，预热砂型至560～600℃；
步骤二：原料熔炼，将原材料按照配比加入中频感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为1350～1400℃，熔融后调质处理，出炉得到合金液；
步骤三：浇注，将合金液进行浇注，浇注温度为1380～1400℃；
步骤四：热处理，将获得的耐磨球冷却至200～210℃；再重新加热至250～360℃，保持1.5～2小时；空冷至室温后，再加热至510～580℃高温回火，保持2～3小时；
步骤五：将获得的耐磨钢球冷却至室温后加热至100～120℃进行低温回火处理。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过调节C和Cr的添加量，调节C和Cu的添加量，以提高铸铁的强度，提高淬透性，增强高铬铸铁的耐磨性，完善高铬铸铁的抗磨损性能，强化高铬铸铁的使用性能；选用合理的原料配比，在熔铸过程中选用合理的工艺参数，严格控制热处理过程，保证耐磨钢球的加工质量，提高耐磨钢球的耐磨性，降低碎球几率。
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。
本发明为一种高铬铸铁高强度合金耐磨球，各成分的重量百分比如下：C：4.35～4.47％，Cr：20～22％，Mn：0.41～0.48％，W：2.0～2.3％，Si：0.9～1.1％，Ti：0.13～0.17％，P<0.045％，S<0.014％，B：0.035～0.067％，Cu：0.37～0.48％，Mo：0.37～0.46％，其余为Fe；其中，Cr含量相对于C含量之比为4～5的范围；其中，C含量相对于Cu含量之比为9～12的范围。
其中，各成分的重量百分比如下：C：4.42％，Cr：21.3％，Mn：0.43％，W：2.13％，Si：0.95％，Ti：0.14％，P<0.045％，S<0.014％，B：0.047％，Cu：0.39％，Mo：0.42％，其余为Fe。
其中，各成分的重量百分比如下：C：4.37％，Cr：21.7％，Mn：0.46％，W：2.17％，Si：0.97％，Ti：0.15％，P<0.045％，S<0.014％，B：0.055％，Cu：0.43％，Mo：0.38％，其余为Fe。
一种高铬铸铁高强度合金耐磨球的制造方法，包括如下步骤：
步骤一：制备砂型，采用48％的原砂、48％的旧砂和5％～14％的黏土进行配比，制得砂型，预热砂型至560～600℃；
步骤二：原料熔炼，将原材料按照配比加入中频感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为1350～1400℃，熔融后调质处理，出炉得到合金液；
步骤三：浇注，将合金液进行浇注，浇注温度为1380～1400℃；
步骤四：热处理，将获得的耐磨球冷却至200～210℃；再重新加热至250～360℃，保持1.5～2小时；空冷至室温后，再加热至510～580℃高温回火，保持2～3小时；
步骤五：将获得的耐磨钢球冷却至室温后加热至100～120℃进行低温回火处理。
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 (4)
1.一种高铬铸铁高强度合金耐磨球，其特征在于，各成分的重量百分比如下：
C：4.35～4.47％，Cr：20～22％，Mn：0.41～0.48％，W：2.0～2.3％，Si：0.9～1.1％，Ti：0.13～0.17％，P<0.045％，S<0.014％，B：0.035～0.067％，Cu：0.37～0.48％，Mo：0.37～0.46％，其余为Fe；
其中，Cr含量相对于C含量之比为4～5的范围；
其中，C含量相对于Cu含量之比为9～12的范围。
2.根据权利要求1所述的一种高铬铸铁高强度合金耐磨球，其特征在于，所述各成分的重量百分比如下：
C：4.42％，Cr：21.3％，Mn：0.43％，W：2.13％，Si：0.95％，Ti：0.14％，P<0.045％，S<0.014％，B：0.047％，Cu：0.39％，Mo：0.42％，其余为Fe。
3.根据权利要求1所述的一种高铬铸铁高强度合金耐磨球，其特征在于，所述各成分的重量百分比如下：
C：4.37％，Cr：21.7％，Mn：0.46％，W：2.17％，Si：0.97％，Ti：0.15％，P<0.045％，S<0.014％，B：0.055％，Cu：0.43％，Mo：0.38％，其余为Fe。
4.一种高铬铸铁高强度合金耐磨球的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：制备砂型，采用48％的原砂、48％的旧砂和5％～14％的黏土进行配比，制得砂型，预热砂型至560～600℃；
步骤二：原料熔炼，将原材料按照配比加入中频感应熔炼炉中进行熔炼，熔炼温度为1350～1400℃，熔融后调质处理，出炉得到合金液；
步骤三：浇注，将合金液进行浇注，浇注温度为1380～1400℃；
步骤四：热处理，将获得的耐磨球冷却至200～210℃；再重新加热至250～360℃，保持1.5～2小时；空冷至室温后，再加热至510～580℃高温回火，保持2～3小时；
步骤五：将获得的耐磨钢球冷却至室温后加热至100～120℃进行低温回火处理。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111041337A (zh) * | 2019-12-24 | 2020-04-21 | 河北工业职业技术学院 | 一种高铬铸铁耐磨材料及生产工艺 |
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