CN107653414A - 一种高耐磨铸铁材料及其制备工艺 - Google Patents

一种高耐磨铸铁材料及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高耐磨铸铁材料及其制备工艺，铸铁材料按质量百分比组成包括钛20%‑25%、铬5%‑10%、钼5%‑10%、锰10%‑20%、硅2%‑8%、钕1%‑3%、钡1%‑2%、锆1%‑3%，余量为铁，本发明制备工艺简单，环保性能好，制得的铸铁材料具有优异的抗磨、耐腐性能，能够节约材料，降低成本。

Description

一种高耐磨铸铁材料及其制备工艺
技术领域
本发明涉及铸铁材料制备技术领域，具体为一种高耐磨铸铁材料及其制备工艺。
背景技术
铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。在这些合金中，含碳量超过在共晶温度时能保留在奥氏体固溶体中的量。
在汽车或机械制造领域，应用铸铁合金来制备具有高耐磨性能的部件或结构复杂的部件。使用铸铁合金以铸造工艺能够减少加工的难度，降低生产成本。但铸铁合金有一个缺陷就是在使用过程中，耐高温能力有限，当高温情况下，铸铁合金会发生软化现象，而且其耐磨性能差，影响部件性能和使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高耐磨铸铁材料及其制备工艺，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：一种高耐磨铸铁材料,铸铁材料按质量百分比组成包括钛20%-25%、铬5%-10%、钼5%-10%、锰10%-20%、硅2%-8%、钕1%-3%、钡1%-2%、锆1%-3%，余量为铁。
优选的，铸铁材料优选的成分配比钛22%、铬8%、钼7%、锰15%、硅5%、钕2%、钡1%、锆2%，余量为铁。
优选的，还包括不可避免的杂质，包括 硫、磷、硼，其含量不高于 0.2%。
优选的，其制备工艺包括以下步骤：
A、将钛、铬、钼、锰、硅、钕、钡、锆、铁、不可避免的杂质混合后加入熔融炉中熔融混合，熔融温度为1280℃，之后保温3h；
B、之后以80℃/min的速率降温，直至降温至980℃，之后保温1h；
C、之后将步骤B的熔融液进行恒温浇铸然后匀速降温至120℃℃制得毛坯；
D、将毛坯在通风处降温；
E、之后将毛坯放入回火炉中保温5小时后降温至室温，即得到铸铁材料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备工艺简单，环保性能好，制得的铸铁材料具有优异的抗磨、耐腐性能，能够节约材料，降低成本；通过对合金元素的合理优化匹配，降低铸铁材料的密度，优化其力学性能，使得铸铁材料具有强度高、硬度大、抗冲击的性能；此外，本发明采用的制备工艺能够降低批量生产的难度，提高合金的性能。
具体实施方式
下面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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供如下技术方案：一种高耐磨铸铁材料,铸铁材料按质量百分比组成包括钛20%-25%、铬5%-10%、钼5%-10%、锰10%-20%、硅2%-8%、钕1%-3%、钡1%-2%、锆1%-3%，余量为铁；还包括不可避免的杂质，包括 硫、磷、硼，其含量不高于 0.2%。
实施例一：
铸铁材料按质量百分比组成包括钛20%、铬5%、钼5%、锰10%、硅2%、钕1%、钡1%、锆1%，余量为铁。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将钛、铬、钼、锰、硅、钕、钡、锆、铁、不可避免的杂质混合后加入熔融炉中熔融混合，熔融温度为1280℃，之后保温3h；
B、之后以80℃/min的速率降温，直至降温至980℃，之后保温1h；
C、之后将步骤B的熔融液进行恒温浇铸然后匀速降温至120℃℃制得毛坯；
D、将毛坯在通风处降温；
E、之后将毛坯放入回火炉中保温5小时后降温至室温，即得到铸铁材料。
实施例二：
铸铁材料按质量百分比组成包括钛25%、铬10%、钼10%、锰20%、硅8%、钕3%、钡2%、锆3%，余量为铁。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将钛、铬、钼、锰、硅、钕、钡、锆、铁、不可避免的杂质混合后加入熔融炉中熔融混合，熔融温度为1280℃，之后保温3h；
B、之后以80℃/min的速率降温，直至降温至980℃，之后保温1h；
C、之后将步骤B的熔融液进行恒温浇铸然后匀速降温至120℃℃制得毛坯；
D、将毛坯在通风处降温；
E、之后将毛坯放入回火炉中保温5小时后降温至室温，即得到铸铁材料。
实施例三：
铸铁材料按质量百分比组成包括钛21%、铬6%、钼6%、锰12%、硅3%、钕2%、钡1%、锆1%，余量为铁。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将钛、铬、钼、锰、硅、钕、钡、锆、铁、不可避免的杂质混合后加入熔融炉中熔融混合，熔融温度为1280℃，之后保温3h；
B、之后以80℃/min的速率降温，直至降温至980℃，之后保温1h；
C、之后将步骤B的熔融液进行恒温浇铸然后匀速降温至120℃℃制得毛坯；
D、将毛坯在通风处降温；
E、之后将毛坯放入回火炉中保温5小时后降温至室温，即得到铸铁材料。
实施例四：
铸铁材料按质量百分比组成包括钛24%、铬9%、钼9%、锰18%、硅7%、钕3%、钡2%、锆3%，余量为铁。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将钛、铬、钼、锰、硅、钕、钡、锆、铁、不可避免的杂质混合后加入熔融炉中熔融混合，熔融温度为1280℃，之后保温3h；
B、之后以80℃/min的速率降温，直至降温至980℃，之后保温1h；
C、之后将步骤B的熔融液进行恒温浇铸然后匀速降温至120℃℃制得毛坯；
D、将毛坯在通风处降温；
E、之后将毛坯放入回火炉中保温5小时后降温至室温，即得到铸铁材料。
实施例五：
铸铁材料按质量百分比组成包括钛22%、铬8%、钼6%、锰14%、硅6%、钕1%、钡2%、锆1%，余量为铁。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将钛、铬、钼、锰、硅、钕、钡、锆、铁、不可避免的杂质混合后加入熔融炉中熔融混合，熔融温度为1280℃，之后保温3h；
B、之后以80℃/min的速率降温，直至降温至980℃，之后保温1h；
C、之后将步骤B的熔融液进行恒温浇铸然后匀速降温至120℃℃制得毛坯；
D、将毛坯在通风处降温；
E、之后将毛坯放入回火炉中保温5小时后降温至室温，即得到铸铁材料。
实施例六：
铸铁材料按质量百分比组成包括钛22%、铬8%、钼7%、锰15%、硅5%、钕2%、钡1%、锆2%，余量为铁。
本实施例的制备工艺包括以下步骤：
A、将钛、铬、钼、锰、硅、钕、钡、锆、铁、不可避免的杂质混合后加入熔融炉中熔融混合，熔融温度为1280℃，之后保温3h；
B、之后以80℃/min的速率降温，直至降温至980℃，之后保温1h；
C、之后将步骤B的熔融液进行恒温浇铸然后匀速降温至120℃℃制得毛坯；
D、将毛坯在通风处降温；
E、之后将毛坯放入回火炉中保温5小时后降温至室温，即得到铸铁材料。
本发明制备工艺简单，环保性能好，制得的铸铁材料具有优异的抗磨、耐腐性能，能够节约材料，降低成本；通过对合金元素的合理优化匹配，降低铸铁材料的密度，优化其力学性能，使得铸铁材料具有强度高、硬度大、抗冲击的性能；此外，本发明采用的制备工艺能够降低批量生产的难度，提高合金的性能。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种高耐磨铸铁材料,其特征在于：铸铁材料按质量百分比组成包括钛20%-25%、铬5%-10%、钼5%-10%、锰10%-20%、硅2%-8%、钕1%-3%、钡1%-2%、锆1%-3%，余量为铁。
2.根据权利要求1所述的一种高耐磨铸铁材料,其特征在于：铸铁材料优选的成分配比钛22%、铬8%、钼7%、锰15%、硅5%、钕2%、钡1%、锆2%，余量为铁。
3.根据权利要求1所述的一种高耐磨铸铁材料,其特征在于：还包括不可避免的杂质，包括 硫、磷、硼，其含量不高于 0.2%。
4.实现权利要求1所述的一种高耐磨铸铁材料的制备工艺,其特征在于：其制备工艺包括以下步骤：
A、将钛、铬、钼、锰、硅、钕、钡、锆、铁、不可避免的杂质混合后加入熔融炉中熔融混合，熔融温度为1280℃，之后保温3h；
B、之后以80℃/min的速率降温，直至降温至980℃，之后保温1h；
C、之后将步骤B的熔融液进行恒温浇铸然后匀速降温至120℃℃制得毛坯；
D、将毛坯在通风处降温；
E、之后将毛坯放入回火炉中保温5小时后降温至室温，即得到铸铁材料。
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