[發(fā)明專利]鋼鐵環(huán)類耐磨鑄件及其制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910058218.1
• 申請(qǐng)日: 2009-01-21
• 公開（公告）號(hào): CN101503010A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊德明;鐘興勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都三強(qiáng)軋輥股份有限公司
• 主分類號(hào): B32B1/00
• 分類號(hào): B32B1/00;B32B15/01;B22D13/04;B22D13/12
• 代理公司: 成都九鼎天元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 詹永斌;吳彥峰

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于軋輥鑄造領(lǐng)域，特別涉及一種鋼鐵環(huán)類耐磨鑄件及其制作方法。

背景技術(shù)

大型鋼、鐵金屬環(huán)類耐磨鑄件的應(yīng)用領(lǐng)域及服役條件不同，對(duì)其工作層硬度、耐磨性、耐高溫性能及裝配要求均有不同，目前國(guó)內(nèi)采用臥式離心復(fù)合鑄造技術(shù)生產(chǎn)的大型鋼、鐵環(huán)類產(chǎn)品，其直徑都在Φ1500以下。

目前國(guó)內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)此類大型的鋼、鐵環(huán)類產(chǎn)品，都是選用價(jià)格昂貴的高合金金屬材料，采用傳統(tǒng)的常法整體鑄造方式，首先其生產(chǎn)材料成本高，輥面夾渣缺陷較為突出，輥面硬度、均勻性及其耐磨性能也不及離心復(fù)合產(chǎn)品，同時(shí)其內(nèi)層部位硬度高，塑性指標(biāo)相對(duì)也低許多，無(wú)法滿足大過(guò)盈量的裝配要求，裝配開裂的事故時(shí)有發(fā)生。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)存在的成本高、輥面質(zhì)量不足的問(wèn)題，提供一種復(fù)合的鋼鐵環(huán)類耐磨鑄件及其制作方法，可以實(shí)現(xiàn)外層高合金、高硬度、高耐磨性能，內(nèi)層低合金、低硬度、高強(qiáng)度、良好的塑性及韌性指標(biāo)，有效降低生產(chǎn)成本，提高耐磨鑄件與鍛軸的裝配組合性能。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

鋼鐵環(huán)類耐磨鑄件，包括內(nèi)外兩層，內(nèi)層為低合金、低硬度、高強(qiáng)度的金屬材料，外層為高合金、高硬度、高耐磨性的金屬材料。

所述鑄件的直徑范圍為Φ1700～Φ2200mm。

所述外層為高鉻鑄鐵、高鉻鑄鋼、合金半鋼、合金球墨鑄鐵中的任一種金屬材料。

所述內(nèi)層為低合金球墨鑄鐵、球墨鑄鋼中的任一種金屬材料。

鋼鐵環(huán)類耐磨鑄件的制作方法，所述耐磨鑄件的直徑為φ1700~φ2200mm，包括內(nèi)層和外層，內(nèi)層為低合金球墨鑄鐵、球墨鑄鋼中的任一種金屬材料，外層為高鉻鑄鐵、高鉻鑄鋼、合金半鋼、合金球墨鑄鐵中的任一種金屬材料，其特征在于，包括如下步驟：

a.????在離心托盤上根據(jù)設(shè)計(jì)的直徑固定金屬鑄型模具和上下端蓋；

b.???從上端蓋的金屬液注入口處注入液態(tài)金屬，先離心澆注外層，再離心澆注內(nèi)層，制作環(huán)類耐磨鑄件。

所述步驟b中，離心機(jī)的轉(zhuǎn)速按如下公式選取：

?????????????????n²=179000×G÷D

其中：n——離心機(jī)轉(zhuǎn)速，即鑄型轉(zhuǎn)速，單位：轉(zhuǎn)/分鐘

??????????G——重力系數(shù)，取值100～140

??????????D——鑄型內(nèi)徑，單位：cm。

所述步驟b中，外層的澆注溫度為1280～1450℃。

所述步驟b中，內(nèi)層的澆注溫度為1300～1500℃。

所述步驟b中，外層與內(nèi)層的澆注間隔時(shí)間為20～60分鐘。

所述步驟b中，外層與內(nèi)層在高速旋轉(zhuǎn)的離心狀態(tài)下凝固成型，并在步驟b之后，還包括退火、正火、回火工序。

本發(fā)明采用內(nèi)層、外層不同金屬材料的復(fù)合結(jié)構(gòu)，使外層可以滿足高硬度、高耐磨性能，內(nèi)層可以滿足低硬度、高強(qiáng)度、良好的塑性及韌性指標(biāo)，而且可以避免現(xiàn)有技術(shù)整體采用高合金金屬材料所帶來(lái)的高成本問(wèn)題，可以制作直徑大于1500mm，而達(dá)到1700～2200mm；采用本發(fā)明的方法，可以解決內(nèi)外層金屬的良好冶金結(jié)合，同時(shí)防止外層的高合金、高碳化物向內(nèi)層芯部的擴(kuò)散，實(shí)現(xiàn)外層高合金、高硬度、高耐磨性能，內(nèi)層低合金、低硬度、高強(qiáng)度、良好的塑性及韌性指標(biāo)，從而有效提高使用壽命，降低生產(chǎn)成本。

可見，采用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)和方法，可以降低鋼鐵環(huán)類耐磨鑄件的成本，提高其性能，延長(zhǎng)其使用壽命，可廣泛應(yīng)用于冶金、建材行業(yè)，以滿足對(duì)大型耐磨鑄件的需求。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明中鑄件的結(jié)構(gòu)及制作方法示意圖；

圖中標(biāo)號(hào)：1是離心托盤，2是金屬鑄型模具，3是上端蓋，4是外層，5是內(nèi)層，6是下端蓋，7是金屬液注入口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。

如圖1所示，鋼鐵環(huán)類耐磨鑄件包括所述鑄件包括內(nèi)外兩層，內(nèi)層5為低合金、低硬度、高強(qiáng)度的金屬材料制成，外層4為高合金、高硬度、高耐磨性的金屬材料制成。

上述鑄件的直徑范圍為Φ1700～Φ2200mm，如Φ1700mm、Φ1800mm、Φ1900mm、Φ2000mm、Φ2100mm、Φ2200mm。

上述外層4為高鉻鑄鐵、高鉻鑄鋼、合金半鋼、合金球墨鑄鐵中的任一種金屬材料；上述內(nèi)層5為低合金球墨鑄鐵、球墨鑄鋼中的任一種金屬材料。