CN110983168A - 一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁 - Google Patents

一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁 Download PDF

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Abstract

本发明公开了高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、含铜铁液的制备；步骤S2、配料；步骤S3、熔炼；步骤S4、蠕化处理；步骤S5、浇注成型；步骤S6、热处理。本发明还公开了根据所述高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法制备得到的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。本发明公开的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁具有较高的强度和硬度、较好的韧性和耐磨性、且耐热性和耐蚀性较好、耐热疲劳性优异，性价比较高；这种铸铁的制备不但回收了贵金属，且能够综合利用铜渣中的铜和铁，减少了冶炼环节，大大降低了冶炼难度和生产成本，具有很好的工业前景。

Description

一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁
技术领域
本发明涉及合金铸铁技术领域，尤其涉及一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
背景技术
近年来，随着科技的进步及社会的发展，铸铁在建材行业和选矿行业中应用非常广泛，如用于物料初步破碎设备的衬板，大都采用高锰钢或低、中合金耐磨钢或白口铸铁制作。高锰钢制作的耐磨衬板，适合冲击大、应力高、磨料硬的工况条件；以硅、锰为基础的低、中合金耐磨钢则比较适应低、中冲击载荷；白口铸铁因其具有较好的抗磨性，目前已在国内外广泛使用。
随着科学技术进步和经济的飞速发展，人类社会已经进入了一个前所未有的新时期，工业发展和社会进步对传统结构的耐磨抗蚀材料提出了新的要求，特别是对使用量大、应用范围广的耐磨抗蚀材料，人们期望利用最少的资源、最低的成本，生产制造出具有非常优秀综合性能的先进的耐磨抗蚀材料以满足社会进步对于材料的特别需求，因此，加快铸铁产品技术更新、换代步伐，开发性价比更高的替代产品，已经成为耐磨抗蚀材料企业的重要责任和当务之急。
随着科技的进步，人们对铜对钢铁性能的影响有了新的认识，早已不再止步于产生“铜脆”危害，铜在铸铁中还有很多有益的作用，如提高耐蚀性、强度、抗冲击性等。如能有效利用铜渣中的铜和铁，并发挥铜对铁的有益影响，将为高效利用铜渣提供一个新的途径。为制备综合性能更加优异的耐磨抗蚀材料提供了一个新的思路。
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。
中国发明专利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％，Mo1.0-3.0％，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。
中国发明专利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C1.9-2.3％，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。可见，现有技术中的高铬铸铁还或多或少存在耐磨性、耐蚀性和韧性有待进一步提高，成本较高的缺陷。
因此，开发了一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁显得十分必要，对促进抗磨耐蚀材料行业的发展具有非常重要的意义。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁，该铸铁具有较高的强度和硬度、较好的韧性和耐磨性、且耐热性和耐蚀性较好、耐热疲劳性优异，性价比较高；这种铸铁的制备不但回收了贵金属，且能够综合利用铜渣中的铜和铁，减少了冶炼环节，大大降低了冶炼难度和生产成本，具有很好的工业前景。同时，本发明还公开了所述高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，该方法简单易行，制备成本和成品合格率高，具有较高的经济价值、社会价值和生态价值。
为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、含铜铁液的制备：将熔融铜渣和还原剂添加进电炉中进行冶炼，利用还原剂还原熔融铜渣中铜和铁元素，时间控制在40-60min；接着将还原处理后熔融尾渣从出渣口出渣，出渣完成后，还原处理所得含铜铁液经出铁口流入中间包，备用；
步骤S2、配料：按重量百分比配料成混合物料，其中Cr 6-10％、Si 0.2-0.5％、Ge0.3-0.5％、Rc 0.5-1％、Co 0.1-0.2％、W 0.4-0.7％、Nb 0.1-0.3％、Zr 0.2-0.4％、Ta0.01-0.03％、B：0.001-0.004％、As:0.002-0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质；
步骤S3、熔炼：将经过步骤S1制成的含铜铁液、经过步骤S2制成的混合物料加入到电炉中熔炼成铁液，然后将所述铁液转入精炼炉中进行精炼，精炼过程中，加入精炼剂，扒渣取样进行炉前成分分析，根据检测结果调整铁液中各成分符合要求，精炼后除渣，在1500℃-1580℃之间将铁液出炉进入蠕化处理；
步骤S4、蠕化处理：使用包底冲入法工艺，将铁液转入底部放置蠕化剂的浇包中，进行蠕化处理；
步骤S5、浇注成型：将经过步骤S4蠕化处理的铁液取样检测合格后，在1450℃-1500℃浇注；冷凝后在180-200℃下出砂打磨；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5出砂打磨的铸铁进行热处理，得到所述高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
进一步地，步骤S1中所述冶炼温度为1450-1680℃。
进一步地，所述还原剂由如下重量份的各成分组成：硅粉10-20份、竹炭15-20份、NaBH4 1-4份、Zn 1-3份。
进一步地，所述还原剂在使用前进行粉碎，过100-200目目筛处理。
进一步地，所述还原剂、铜渣的质量比为(8-10):100。
进一步地，步骤S3中所述含铜铁液、混合物料、精炼剂的质量比为1:(3-5):(0.2-0.4)。
进一步地，所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成的：四氟铝酸钾1-3份、六氟硅酸钾3-5份、粉煤灰4-8份、氯化钠5-10份、硫酸铍2-4份。
进一步地，步骤S4中所述蠕化剂为稀土镁硅铁合金、稀土硅铁合金中的至少一种；所述铁液、蠕化剂的质量比为100:(0.3-0.7)。
进一步地，步骤S6中所述热处理具体为：以3-5℃/min升温至360-400℃，保温40-60分钟，然后以6-8℃/min升温至500-550℃，保温65-75分钟，接着以6-8℃/min升温至660-700℃，保温70分钟，后以8-10℃/min升温至1000-1100℃，保温85-95分钟，后随炉冷却至90℃，再在300-360℃回火处理3-6小时，最后缓冷至90-100℃出炉，自然冷却后得到产品。
本发明的另一个目的，在于一种采用所述一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法制备得到的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
(1)本发明的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁，部分制备原料来自与铜渣，充分利用了废弃资源，实现变废为宝，不仅解决了铜渣带来的重金属污染问题，还能够综合利用铜渣中的铜和铁，减少了冶炼环节，大大降低了冶炼难度和生产成本，给铸铁优异的综合性能提供了保障，具有很好的工业前景。
(2)本发明的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁，配方中还包括Cr 6-10％、Si 0.2-0.5％、Ge 0.3-0.5％、Rc 0.5-1％、Co 0.1-0.2％、W 0.4-0.7％、Nb 0.1-0.3％、Zr 0.2-0.4％、Ta0.01-0.03％、B：0.001-0.004％、As:0.002-0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质；各成分协同作用，使得铸铁具有较高的强度和硬度、较好的韧性和耐磨性、且耐热性和耐蚀性较好、耐热疲劳性优异，性价比较高。
(3)本发明的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁，在精炼过程中加入了精炼剂，所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成的：四氟铝酸钾1-3份、六氟硅酸钾3-5份、粉煤灰4-8份、氯化钠5-10份、硫酸铍2-4份。各原料协同作用，使得精炼效果更佳，铁液精度更高，含杂质量更小，进而有效改善铸铁的综合性能。
(4)本发明的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁，添加蠕化剂，所述蠕化剂为稀土镁硅铁合金、稀土硅铁合金，改善了铸铁的耐热疲劳性能，赋予铸铁优异的铸造性能，使得得到铸件表面较平整，不需要进行后续热处理和机械加工即可服役，大大减少生产成本。
(5)本发明的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁，最后对铸铁进行了热处理，通过热处理工艺的合理设置，使得铸铁硬度、耐磨性和抗腐蚀性能均有较多程度的提高，解决了现有技术中耐磨材料存在的硬度低，韧性差，耐腐蚀性弱，致密度低等技术难题。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。
实施例1
一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、含铜铁液的制备：将熔融铜渣和还原剂添加进电炉中进行冶炼，利用还原剂还原熔融铜渣中铜和铁元素，时间控制在40min；接着将还原处理后熔融尾渣从出渣口出渣，出渣完成后，还原处理所得含铜铁液经出铁口流入中间包，备用；
步骤S2、配料：按重量百分比配料成混合物料，其中Cr 6％、Si 0.2％、Ge 0.3％、Rc 0.5％、Co 0.1％、W 0.4％、Nb 0.1％、Zr 0.2％、Ta 0.01％、B：0.001％、As:0.002％，其余为Fe及不可避免的杂质；
步骤S3、熔炼：将经过步骤S1制成的含铜铁液、经过步骤S2制成的混合物料加入到电炉中熔炼成铁液，然后将所述铁液转入精炼炉中进行精炼，精炼过程中，加入精炼剂，扒渣取样进行炉前成分分析，根据检测结果调整铁液中各成分符合要求，精炼后除渣，在1500℃之间将铁液出炉进入蠕化处理；
步骤S4、蠕化处理：使用包底冲入法工艺，将铁液转入底部放置蠕化剂的浇包中，进行蠕化处理；
步骤S5、浇注成型：将经过步骤S4蠕化处理的铁液取样检测合格后，在1450℃浇注；冷凝后在180℃下出砂打磨；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5出砂打磨的铸铁进行热处理，得到所述高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
步骤S1中所述冶炼温度为1450℃；所述还原剂由如下重量份的各成分组成：硅粉10份、竹炭15份、NaBH4 1份、Zn 1份；述还原剂在使用前进行粉碎，过100目目筛处理；所述还原剂、铜渣的质量比为8:100；
步骤S3中所述含铜铁液、混合物料、精炼剂的质量比为1:3:0.2。
所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成的：四氟铝酸钾1份、六氟硅酸钾3份、粉煤灰4份、氯化钠5份、硫酸铍2份。
步骤S4中所述蠕化剂为稀土镁硅铁合金；所述铁液、蠕化剂的质量比为100:0.3。
步骤S6中所述热处理具体为：以3℃/min升温至360℃，保温40分钟，然后以6℃/min升温至500℃，保温65分钟，接着以6℃/min升温至660℃，保温70分钟，后以8℃/min升温至1000℃，保温85分钟，后随炉冷却至90℃，再在300℃回火处理3小时，最后缓冷至90℃出炉，自然冷却后得到产品。
一种采用所述一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法制备得到的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
实施例2
一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、含铜铁液的制备：将熔融铜渣和还原剂添加进电炉中进行冶炼，利用还原剂还原熔融铜渣中铜和铁元素，时间控制在45min；接着将还原处理后熔融尾渣从出渣口出渣，出渣完成后，还原处理所得含铜铁液经出铁口流入中间包，备用；
步骤S2、配料：按重量百分比配料成混合物料，其中Cr 7％、Si 0.3％、Ge 0.35％、Rc 0.6％、Co 0.13％、W 0.5％、Nb 0.15％、Zr 0.25％、Ta 0.015％、B：0.002％、As:0.003％，其余为Fe及不可避免的杂质；
步骤S3、熔炼：将经过步骤S1制成的含铜铁液、经过步骤S2制成的混合物料加入到电炉中熔炼成铁液，然后将所述铁液转入精炼炉中进行精炼，精炼过程中，加入精炼剂，扒渣取样进行炉前成分分析，根据检测结果调整铁液中各成分符合要求，精炼后除渣，在1520℃之间将铁液出炉进入蠕化处理；
步骤S4、蠕化处理：使用包底冲入法工艺，将铁液转入底部放置蠕化剂的浇包中，进行蠕化处理；
步骤S5、浇注成型：将经过步骤S4蠕化处理的铁液取样检测合格后，在1460℃浇注；冷凝后在185℃下出砂打磨；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5出砂打磨的铸铁进行热处理，得到所述高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
步骤S1中所述冶炼温度为1500℃；所述还原剂由如下重量份的各成分组成：硅粉12份、竹炭17份、NaBH4 2份、Zn 1.5份；所述还原剂在使用前进行粉碎，过120目目筛处理；所述还原剂、铜渣的质量比为8.5:100。
步骤S3中所述含铜铁液、混合物料、精炼剂的质量比为1:3.5:0.25。
所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成的：四氟铝酸钾1.5份、六氟硅酸钾3.5份、粉煤灰5份、氯化钠6份、硫酸铍2.5份。
步骤S4中所述蠕化剂为稀土硅铁合金；所述铁液、蠕化剂的质量比为100:0.4。
步骤S6中所述热处理具体为：以3.5℃/min升温至370℃，保温45分钟，然后以6.5℃/min升温至520℃，保温68分钟，接着以6.5℃/min升温至670℃，保温70分钟，后以8.5℃/min升温至1030℃，保温87分钟，后随炉冷却至90℃，再在320℃回火处理4小时，最后缓冷至93℃出炉，自然冷却后得到产品。
一种采用所述一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法制备得到的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
实施例3
一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、含铜铁液的制备：将熔融铜渣和还原剂添加进电炉中进行冶炼，利用还原剂还原熔融铜渣中铜和铁元素，时间控制在50min；接着将还原处理后熔融尾渣从出渣口出渣，出渣完成后，还原处理所得含铜铁液经出铁口流入中间包，备用；
步骤S2、配料：按重量百分比配料成混合物料，其中Cr 8％、Si 0.35％、Ge 0.4％、Rc 0.8％、Co 0.15％、W 0.55％、Nb 0.2％、Zr 0.3％、Ta 0.02％、B：0.003％、As:0.004％，其余为Fe及不可避免的杂质；
步骤S3、熔炼：将经过步骤S1制成的含铜铁液、经过步骤S2制成的混合物料加入到电炉中熔炼成铁液，然后将所述铁液转入精炼炉中进行精炼，精炼过程中，加入精炼剂，扒渣取样进行炉前成分分析，根据检测结果调整铁液中各成分符合要求，精炼后除渣，在1550℃之间将铁液出炉进入蠕化处理；
步骤S4、蠕化处理：使用包底冲入法工艺，将铁液转入底部放置蠕化剂的浇包中，进行蠕化处理；
步骤S5、浇注成型：将经过步骤S4蠕化处理的铁液取样检测合格后，在1480℃浇注；冷凝后在190℃下出砂打磨；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5出砂打磨的铸铁进行热处理，得到所述高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
步骤S1中所述冶炼温度为1580℃；所述还原剂由如下重量份的各成分组成：硅粉15份、竹炭18份、NaBH4 3份、Zn 2份；所述还原剂在使用前进行粉碎，过150目目筛处理；所述还原剂、铜渣的质量比为9:100。
步骤S3中所述含铜铁液、混合物料、精炼剂的质量比为1:4:0.3。
所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成的：四氟铝酸钾2份、六氟硅酸钾4份、粉煤灰6份、氯化钠8份、硫酸铍3份。
步骤S4中所述蠕化剂为稀土镁硅铁合金；所述铁液、蠕化剂的质量比为100:0.5。
步骤S6中所述热处理具体为：以4℃/min升温至380℃，保温50分钟，然后以7℃/min升温至530℃，保温70分钟，接着以7℃/min升温至680℃，保温70分钟，后以9℃/min升温至1050℃，保温90分钟，后随炉冷却至90℃，再在340℃回火处理5小时，最后缓冷至95℃出炉，自然冷却后得到产品。
一种采用所述一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法制备得到的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
实施例4
一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、含铜铁液的制备：将熔融铜渣和还原剂添加进电炉中进行冶炼，利用还原剂还原熔融铜渣中铜和铁元素，时间控制在55min；接着将还原处理后熔融尾渣从出渣口出渣，出渣完成后，还原处理所得含铜铁液经出铁口流入中间包，备用；
步骤S2、配料：按重量百分比配料成混合物料，其中Cr 9％、Si 0.45％、Ge0.45％、Rc 0.9％、Co 0.19％、W 0.6％、Nb 0.25％、Zr 0.38％、Ta 0.028％、B：0.003％、As:0.004％，其余为Fe及不可避免的杂质；
步骤S3、熔炼：将经过步骤S1制成的含铜铁液、经过步骤S2制成的混合物料加入到电炉中熔炼成铁液，然后将所述铁液转入精炼炉中进行精炼，精炼过程中，加入精炼剂，扒渣取样进行炉前成分分析，根据检测结果调整铁液中各成分符合要求，精炼后除渣，在1570℃之间将铁液出炉进入蠕化处理；
步骤S4、蠕化处理：使用包底冲入法工艺，将铁液转入底部放置蠕化剂的浇包中，进行蠕化处理；
步骤S5、浇注成型：将经过步骤S4蠕化处理的铁液取样检测合格后，在1490℃浇注；冷凝后在198℃下出砂打磨；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5出砂打磨的铸铁进行热处理，得到所述高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
步骤S1中所述冶炼温度为1650℃；所述还原剂由如下重量份的各成分组成：硅粉19份、竹炭19份、NaBH4 3.5份、Zn 2.5份；所述还原剂在使用前进行粉碎，过190目目筛处理；所述还原剂、铜渣的质量比为9.8:100。
步骤S3中所述含铜铁液、混合物料、精炼剂的质量比为1:4.8:0.38。
所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成的：四氟铝酸钾2.8份、六氟硅酸钾4.8份、粉煤灰7份、氯化钠9份、硫酸铍3.8份。
步骤S4中所述蠕化剂为稀土镁硅铁合金；所述铁液、蠕化剂的质量比为100:0.6。
步骤S6中所述热处理具体为：以4.5℃/min升温至390℃，保温55分钟，然后以7.8℃/min升温至540℃，保温74分钟，接着以7.8℃/min升温至690℃，保温70分钟，后以9.5℃/min升温至1090℃，保温93分钟，后随炉冷却至90℃，再在350℃回火处理5.5小时，最后缓冷至98℃出炉，自然冷却后得到产品。
一种采用所述一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法制备得到的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
实施例5
一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、含铜铁液的制备：将熔融铜渣和还原剂添加进电炉中进行冶炼，利用还原剂还原熔融铜渣中铜和铁元素，时间控制在60min；接着将还原处理后熔融尾渣从出渣口出渣，出渣完成后，还原处理所得含铜铁液经出铁口流入中间包，备用；
步骤S2、配料：按重量百分比配料成混合物料，其中Cr 10％、Si 0.5％、Ge 0.5％、Rc 1％、Co 0.2％、W 0.7％、Nb 0.3％、Zr 0.4％、Ta 0.03％、B：0.001-0.004％、As:0.002-0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质；
步骤S3、熔炼：将经过步骤S1制成的含铜铁液、经过步骤S2制成的混合物料加入到电炉中熔炼成铁液，然后将所述铁液转入精炼炉中进行精炼，精炼过程中，加入精炼剂，扒渣取样进行炉前成分分析，根据检测结果调整铁液中各成分符合要求，精炼后除渣，在1580℃之间将铁液出炉进入蠕化处理；
步骤S4、蠕化处理：使用包底冲入法工艺，将铁液转入底部放置蠕化剂的浇包中，进行蠕化处理；
步骤S5、浇注成型：将经过步骤S4蠕化处理的铁液取样检测合格后，在1500℃浇注；冷凝后在200℃下出砂打磨；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5出砂打磨的铸铁进行热处理，得到所述高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
步骤S1中所述冶炼温度为1680℃；所述还原剂由如下重量份的各成分组成：硅粉20份、竹炭20份、NaBH4 4份、Zn 3份；所述还原剂在使用前进行粉碎，过200目目筛处理；所述还原剂、铜渣的质量比为10:100。
步骤S3中所述含铜铁液、混合物料、精炼剂的质量比为1:5:0.4。
所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成的：四氟铝酸钾3份、六氟硅酸钾5份、粉煤灰8份、氯化钠10份、硫酸铍4份。
步骤S4中所述蠕化剂为稀土镁硅铁合金、稀土硅铁合金中的至少一种；所述铁液、蠕化剂的质量比为100:0.7。
步骤S6中所述热处理具体为：以5℃/min升温至400℃，保温60分钟，然后以8℃/min升温至550℃，保温75分钟，接着以8℃/min升温至700℃，保温70分钟，后以10℃/min升温至1100℃，保温95分钟，后随炉冷却至90℃，再在360℃回火处理6小时，最后缓冷至100℃出炉，自然冷却后得到产品。
一种采用所述一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法制备得到的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
对比例1
本例提供一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其与实施例1基本相同，不同的是没有添加Si、Ge。
对比例2
本例提供一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其与实施例1基本相同，不同的是没有添加Rc、Co。
对比例3
本例提供一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其与实施例1基本相同，不同的是没有添加W、Nb。
对比例4
本例提供一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其与实施例1基本相同，不同的是没有添加Ta、B。
对比例5
本例提供一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其与实施例1基本相同，不同的是没有添加Zr、As。
为了进一步说明本发明实施例中所涉及的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的有益技术效果，对以上实施例1-5及对比例1-5所述的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁进行物理性能测试，测试结果见表1。
表1
Figure BDA0002269788660000101
Figure BDA0002269788660000111
从表1可以看出，本发明实施例公开的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁，抗拉强度≥585MPa，延伸率≥15.0％，腐蚀速率＜0.1mm/a，磨损量≤0.11mm/100H；而对比例抗拉强度≤540MPa，延伸率≤13.1％，腐蚀速率≥0.18mm/a，磨损量≥0.18mm/100H；可见Si、Ge、Rc、Co、W、Nb、Ta、B、Zr、As均对改善铸铁力学性能、耐磨性和耐腐蚀性能有利。本发明明显优越的机械力学性能、耐腐蚀性能和耐磨性是以上各组分协同作用的结果。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、含铜铁液的制备：将熔融铜渣和还原剂添加进电炉中进行冶炼，利用还原剂还原熔融铜渣中铜和铁元素，时间控制在40-60min；接着将还原处理后熔融尾渣从出渣口出渣，出渣完成后，还原处理所得含铜铁液经出铁口流入中间包，备用；
步骤S2、配料：按重量百分比配料成混合物料，其中Cr 6-10％、Si 0.2-0.5％、Ge 0.3-0.5％、Rc 0.5-1％、Co 0.1-0.2％、W 0.4-0.7％、Nb 0.1-0.3％、Zr 0.2-0.4％、Ta 0.01-0.03％、B：0.001-0.004％、As:0.002-0.005％，其余为Fe及不可避免的杂质；
步骤S3、熔炼：将经过步骤S1制成的含铜铁液、经过步骤S2制成的混合物料加入到电炉中熔炼成铁液，然后将所述铁液转入精炼炉中进行精炼，精炼过程中，加入精炼剂，扒渣取样进行炉前成分分析，根据检测结果调整铁液中各成分符合要求，精炼后除渣，在1500℃-1580℃之间将铁液出炉进入蠕化处理；
步骤S4、蠕化处理：使用包底冲入法工艺，将铁液转入底部放置蠕化剂的浇包中，进行蠕化处理；
步骤S5、浇注成型：将经过步骤S4蠕化处理的铁液取样检测合格后，在1450℃-1500℃浇注；冷凝后在180-200℃下出砂打磨；
步骤S6、热处理：将经过步骤S5出砂打磨的铸铁进行热处理，得到所述高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
2.根据权利要求1所述的一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，步骤S1中所述冶炼温度为1450-1680℃。
3.根据权利要求1所述的一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，所述还原剂由如下重量份的各成分组成：硅粉10-20份、竹炭15-20份、NaBH4 1-4份、Zn1-3份。
4.根据权利要求1所述的一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，所述还原剂在使用前进行粉碎，过100-200目目筛处理。
5.根据权利要求1所述的一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，所述还原剂、铜渣的质量比为(8-10):100。
6.根据权利要求1所述的一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，步骤S3中所述含铜铁液、混合物料、精炼剂的质量比为1:(3-5):(0.2-0.4)。
7.根据权利要求1所述的一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，所述精炼剂是由如下重量份的各原料制成的：四氟铝酸钾1-3份、六氟硅酸钾3-5份、粉煤灰4-8份、氯化钠5-10份、硫酸铍2-4份。
8.根据权利要求1所述的一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，步骤S4中所述蠕化剂为稀土镁硅铁合金、稀土硅铁合金中的至少一种；所述铁液、蠕化剂的质量比为100:(0.3-0.7)。
9.根据权利要求1所述的一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法，其特征在于，步骤S6中所述热处理具体为：以3-5℃/min升温至360-400℃，保温40-60分钟，然后以6-8℃/min升温至500-550℃，保温65-75分钟，接着以6-8℃/min升温至660-700℃，保温70分钟，后以8-10℃/min升温至1000-1100℃，保温85-95分钟，后随炉冷却至90℃，再在300-360℃回火处理3-6小时，最后缓冷至90-100℃出炉，自然冷却后得到产品。
10.一种采用权利要求1-9任一项所述的一种高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁的制备方法制备得到的高抗磨耐蚀高铬含铜铸铁。
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