CN108085583A - 一种耐磨构件、高锰高铬白口铸铁及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种耐磨构件、高锰高铬白口铸铁及其制备方法。所述高锰高铬白口铸铁的制备方法包括铸造得到铸件，铸件的化学成分为C：2.00～4.00wt％、Si：0.50～2.00wt％、Mn：1.0～8.00wt％、Cr：13.00～18.00wt％、V：1.00～2.00wt％、Mo：0.30～1.00wt％、P≤0.10wt％、S≤0.07wt％以及余量的Fe和不可避免的杂质；对铸件进行亚临界处理和深冷处理，得到高锰高铬白口铸铁。所述耐磨构件的制备方法包括制备得到高锰高铬白口铸铁并制成耐磨构件。所述耐磨构件和所述高锰高铬白口铸铁由前述制备方法制得。本发明能提高材料硬度和耐磨性能且降低了成本。

Description

一种耐磨构件、高锰高铬白口铸铁及其制备方法
技术领域
本发明属于材料技术领域，更具体地讲，涉及一种水泥、电力和冶金矿 山等行业用耐磨材料及其制备方法。
背景技术
水泥、电力和冶金矿山等行业用衬板，其耐磨性能是最主要的性能，因 此材料必须要有优良的抗磨能力。
传统的耐磨材料硬度和耐磨性能有待进一步提高，且其制备工艺不能满 足当前提出的环保、低碳的节约型社会发展的要求。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于解决现有技术存在的上 述不足中的至少一项。例如，本发明的目的在于提供一种提高耐磨构件硬度 和耐磨性能的方法。
为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种高锰高铬白口铸铁的制 备方法。所述高锰高铬白口铸铁的制备方法包括：铸造得到铸件，所述铸件 的化学成分按重量百分计包括C：2.00～4.00wt％、Si：0.50～2.00wt％、Mn： 1.0～8.00wt％、Cr：13.00～18.00wt％、V：1.00～2.00wt％、Mo：0.30～1.00wt％、 P≤0.10wt％、S≤0.07wt％以及余量的Fe和不可避免的杂质；对所述铸件进 行亚临界处理和深冷处理，得到高锰高铬白口铸铁。
在一个示例性实施例中，所述亚临界处理步骤可以包括将所述铸件加热 至400～600℃并保温。优选地，将所述铸件加热至520～600℃并保温。进一步 优选地，加热至520～590℃，所述亚临界处理的保温时间为1～8h。
在一个示例性实施例中，所述深冷处理步骤可以包括将所述铸件在 -180～-196℃的液氮中保温。优选地，所述深冷处理的保温的时间可以为 1～20h，进一步优选为2～8h，进一步优选为3h。
在一个示例性实施例中，优选地，所述铸件的化学成分按重量百分计可 以包括C：2～3.5wt％、Mn：1～7wt％、Cr：13～17wt％。
本发明另一方面提供了一种高锰高铬白口铸铁。所述高锰高铬白口铸铁 的铸态组织主要包括奥氏体、马氏体和(Cr，Fe)7C3共晶碳化物，并且(Cr，Fe)7C3共晶碳化物基本上连成网状，所述高锰高铬白口铸铁根据权利要求1至7中 任意一项所述的高锰高铬白口铸铁的制备方法制备而得。
本发明再一方面提供了一种耐磨构件的制备方法。所述耐磨构件的制备 方法包括：采用如上所述的高锰高铬白口铸铁的制备方法制备得到高锰高铬 白口铸铁；将所述高锰高铬白口铸铁制成耐磨构件。
本发明又一方面提供了一种耐磨构件，所述耐磨构件由如上所述的耐磨 构件的制备方法制成。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：增加材料的硬度和耐磨性能； 由于亚临界明显低于传统的热处理工艺，可以节省能源，降低成本，同时也 能改善工人的工作条件，并且能够有效的避免铸件的变形和开裂。
具体实施方式
在下文中，将结合示例性实施例来详细说明本发明的耐磨构件、高锰高 铬白口铸铁及其制备方法。
在一个示例性实施例中，根据本发明一方面提供的高锰高铬白口铸铁的 制备方法包括：
(1)铸造得到铸件。
将金属溶液经铸造成形后清理，得到铸件。铸件的化学成分按重量百分 计包括C：2.00～4.00wt％、Si：0.50～2.00wt％、Mn：1.0～8.00wt％、Cr： 13.00～18.00wt％、V：1.00～2.00wt％、Mo：0.30～1.00wt％、P≤0.10wt％、 S≤0.07wt％以及余量的Fe和不可避免的杂质。
本发明用锰代替传统的镍，锰能够扩大奥氏体区，达到固溶强化的作用， 使材料热处理后获得更多马氏体，增强基体硬度，同时也大大降低了材料成 本。
优选地，铸件的化学成分按重量百分计包括C：2～3.2wt％、Mn：1～7wt％、 Cr：13～17wt％。
(2)对铸件进行亚临界处理和深冷处理，得到高锰高铬白口铸铁。
具体地，亚临界处理包括：将铸件加热至400～600℃并保温。优选地， 将铸件加热至520～600℃并保温，优选地，加热至520～590℃，保温时间为 1～8h。
深冷处理步骤包括：将铸件在-180～-196℃的液氮中保温。保温的时间为 1～20h，优选为2～8h。进一步优选为3h。
热处理可以改善白口铸铁的耐磨性能，传统的热处理工艺主要是在 920℃～1060℃进行去稳或去稳加回火处理来提高铸铁的耐磨性，它消耗了大 量的能源，同时还有可能引起铸件的开裂及变形，不能满足当前提出的环保、 低碳的节约型社会发展的要求。本申请通过对铸件在400～600℃的温度条件 下进行亚临界处理及深冷处理，能够促使碳化物从奥氏体中析出，降低基体 材料的残余奥氏体的稳定性，使其向马氏体转变，从而达到提高其硬度和耐 磨性能的目的，进而提高其使用寿命。由于其温度明显低于去稳处理温度，可以节省能源，降低成本，同时也能改善工人的工作条件，并且能够避免铸 件的变形和开裂。
在另一个示例性实施例中，根据本发明另一方面提供的高锰高铬白口铸 铁根据如上所述的高锰高铬白口铸铁的制备方法制备而得，所述高锰高铬白 口铸铁的铸态组织主要包括奥氏体、马氏体和(Cr，Fe)7C3共晶碳化物，经亚 临界和深冷处理后，(Cr，Fe)7C3共晶碳化物基本上连成网状，其奥氏体相明 显减少，部分残余奥氏体发生了马氏体转变。残余奥氏体的含量降低到2.5％ (体积百分比)。
高铬白口铸铁的显微组织中存在着高硬度的(Cr，Fe)7C3型碳化物(硬度 在1200～1800HV之间)，并且彼此孤立分布，不连成网状，使其具有比较高 的硬度、耐磨性及较高的韧性。而本申请高猛、高铬白口铸铁，高锰能够扩 大奥氏体区，使热处理后获得更多的马氏体，增加材料的硬度，同时也大大 降低了材料的生产成本；经亚临界和深冷处理后，(Cr，Fe)7C3共晶碳化物基 本上连成网状，其奥氏体相明显减少，部分残余奥氏体发生了马氏体转变； 并且由于亚临界明显低于传统的热处理工艺，可以节省能源，降低成本，同 时也能改善工人的工作条件，并且能够有效的避免铸件的变形和开裂。
在另一个示例性实施例中，根据本发明再一方面提供的耐磨构件的制备 方法包括：采用如上所述的高锰高铬白口铸铁的制备方法制备得到高锰高铬 白口铸铁；将高锰高铬白口铸铁制成耐磨构件。
在另一个示例性实施例中，根据本发明再一方面提供的耐磨构件由如上 所述的耐磨构件的制备方法制成。
下面将结合具体示例来对本发明的耐磨构件、高锰高铬白口铸铁及其制 备方法作进一步的说明。
示例
铸造采用废钢、生铁、高碳铬铁、钼铁、锰铁和钒铁作原料，在25公斤 中频感应电炉中冶炼高铬白口铸铁，铁水熔清后用铝脱氧，然后用金属型铸 造铸成尺寸为Φ80mm的试块，浇注温度约1500℃。其化学成分(wt.％)如表 1。
表1高锰、高铬白口铸铁化学成分
示例 C Si Mn Cr Mo V Fe Cr/C
1 2.82 1.24 2.80 13.34 0.70 1.50 Bal. 4.73
2 2.85 1.30 3.00 13.48 0.65 1.48 Bal. 4.73
为了清楚地说明此耐磨用高锰、高铬白口铸铁的性能，比较了铸态、亚 临界处理和深冷处理三种热处理工艺的组织和性能差异。
方案1亚临界处理：将试样放在箱式电阻炉中加热，温度分别为520℃、 540℃、560℃、580℃和600℃，保温时间1h，出炉空冷。
方案2亚临界加深冷处理：热处理工艺同方案1，将试样取出后；待试 样变成暗红色后放入-196℃的液氮中；保温3h。
组织：铸态组织主要是奥氏体、马氏体和(Cr,Fe)7C3共晶碳化物，经亚 临界和深冷处理后，碳化物基本上连成网状，其奥氏体相明显减少，部分残 余奥氏体发生了马氏体转变。
硬度：用HR-150A型洛氏硬度计测定高铬铸铁在各个热处理条件下的硬 度，每个试样测5次，取其平均值作为试样的硬度。试验结果如表2：
表2不同的亚临界处理温度硬度对比
温度(℃) 空冷(HRC) 深冷(HRC)
0 52.75 56.48
520 51.81 55.47
540 52.43 55.41
560 52.05 57.41
580 53.93 56.37
600 54.91 57.35
本发明用高锰、高铬白口铸铁经深冷处理后，用于水泥厂用衬板，结果 为其平均磨耗为20～40g/t水泥，破碎率小于0.3％。
尽管上面已经结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人 员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例 进行各种修改。

Claims (10)

1.一种高锰高铬白口铸铁的制备方法，其特征在于，所述高锰高铬白口铸铁的制备方法包括：
铸造得到铸件，所述铸件的化学成分按重量百分计包括C：2.00～4.00wt％、Si：0.50～2.00wt％、Mn：1.0～8.00wt％、Cr：13.00～18.00wt％、V：1.00～2.00wt％、Mo：0.30～1.00wt％、P≤0.10wt％、S≤0.07wt％以及余量的Fe和不可避免的杂质；
对所述铸件进行亚临界处理和深冷处理，得到高锰高铬白口铸铁。
2.根据权利要求1所述的高锰高铬白口铸铁的制备方法，其特征在于，所述亚临界处理步骤包括将所述铸件加热至400～600℃并保温。
3.根据权利要求2所述的高锰高铬白口铸铁的制备方法，其特征在于，将所述铸件加热至520～600℃并保温。
4.根据权利要求2所述的高锰高铬白口铸铁的制备方法，其特征在于，所述亚临界处理的保温时间为1～8h。
5.根据权利要求1所述的高锰高铬白口铸铁的制备方法，其特征在于，所述深冷处理步骤包括将所述铸件在-180～-196℃的液氮中保温。
6.根据权利要求5所述的高锰高铬白口铸铁的制备方法，其特征在于，所述深冷处理的保温的时间为1～20h。
7.根据权利要求1所述的高锰高铬白口铸铁的制备方法，其特征在于，所述铸件的化学成分按重量百分计包括C：2～3.5wt％、Mn：1～7wt％、Cr：13～17wt％。
8.一种高锰高铬白口铸铁，其特征在于，所述高锰高铬白口铸铁的铸态组织主要包括奥氏体、马氏体和(Cr，Fe)7C3共晶碳化物，并且(Cr，Fe)7C3共晶碳化物基本上连成网状，所述高锰高铬白口铸铁根据权利要求1至7中任意一项所述的高锰高铬白口铸铁的制备方法制备而得。
9.一种耐磨构件的制备方法，其特征在于，所述耐磨构件的制备方法包括：
采用权利要求1至7中任意一项所述的高锰高铬白口铸铁的制备方法制备得到高锰高铬白口铸铁；
将所述高锰高铬白口铸铁制成耐磨构件。
10.一种耐磨构件，所述耐磨构件由权利要求9所述的耐磨构件的制备方法制成。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110964973A (zh) * 2019-12-25 2020-04-07 北京工业大学 一种高锰cadi及其热处理方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101133175A (zh) * 2004-10-27 2008-02-27 环球硬合金有限公司 一种改良的防磨损合金
CN101985720A (zh) * 2009-07-28 2011-03-16 柳州桂滨铸造有限公司 铬锰硅钒抗磨铸铁
CN104789851A (zh) * 2015-04-24 2015-07-22 合肥东方节能科技股份有限公司 一种轧机导辊用高温耐磨合金材料及其制备方法
CN106244908A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 一种热连轧精轧轧辊及其制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101133175A (zh) * 2004-10-27 2008-02-27 环球硬合金有限公司 一种改良的防磨损合金
CN101985720A (zh) * 2009-07-28 2011-03-16 柳州桂滨铸造有限公司 铬锰硅钒抗磨铸铁
CN104789851A (zh) * 2015-04-24 2015-07-22 合肥东方节能科技股份有限公司 一种轧机导辊用高温耐磨合金材料及其制备方法
CN106244908A (zh) * 2016-08-26 2016-12-21 中钢集团邢台机械轧辊有限公司 一种热连轧精轧轧辊及其制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
易勇 等: ""深冷处理对Cr13Mn3MoV2 硬度和耐磨性能的影响"", 《铸造技术》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110964973A (zh) * 2019-12-25 2020-04-07 北京工业大学 一种高锰cadi及其热处理方法

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