[發(fā)明專利]一種耐磨鑄鐵材料及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010220563.3
• 申請日: 2010-07-07
• 公開（公告）號: CN101886206A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙浩峰;王玲;張祿
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號: C22C37/00
• 分類號: C22C37/00;C22C37/10;C22C33/08
• 代理公司: 南京眾聯(lián)專利代理有限公司 32206
• 代理人: 盧霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種耐磨鑄鐵材料及其制造方法，屬于金屬材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前金屬材料領(lǐng)域中，鑄鐵的耐磨性能受到了重視。現(xiàn)有的技術(shù)中也已經(jīng)公開了不少耐磨鑄鐵，如中國專利CN200810169536.0中公開了一種耐磨鑄鐵，尤其是白口鑄鐵合金鑄件。該鑄件包含下列合金組成，以重量％計(jì)：鉻：12-25％；碳：1.5-6％；錳：2-7％；硅：至多1.5％；鉬：至多2％；鎳：至多4％；微合金元素，選自鈦、鋯、鈮、硼、釩和鎢；一種或更多種所述元素中的每一種至多2％；和鐵：其余。鑄件的微結(jié)構(gòu)包含分散在鐵基體中的15-60vol％的共晶碳化物和一次碳化物，所述鐵基體包含馬氏體并且至少基本沒有珠光體。中國專利CN200810104993.1中公開了一種耐磨鑄鐵，鑄鐵成分及含量wt％為：碳2.5～3.5，鉻15～28，硅0.5～1.2，錳0.5～1.2，硼0.15～0.3，鈣0.008～0.03，鋇0.03～0.08％，鍶0.02～0.05％，鋁0.03～0.08，鈦0.20～0.5，鑭0.02～0.06，鈰0.02～0.06，硫＜0.04，磷＜0.05，其余為鐵，且0.05≤鑭+鈰≤0.1，6≤鉻/碳≤8。本專利中將鑄件于980～1050℃保溫4～6h，再于250～500℃保溫8～10h，得到本發(fā)明鑄鐵。中國專利CN93111103.X涉及一種耐磨鑄鐵，特別是一種稀土硼多元合金耐磨鑄鐵。其化學(xué)成分(重量％)為C：3.00～3.70，B：0.05～0.30，Mn：0.40～1.50，Si：0.55～1.00，Mo：0～0.50，Cu：0～1.00，P＜0.07，S＜0.07，Re：0.01～0.05，其余為Fe。

但是現(xiàn)有技術(shù)的耐磨鑄鐵中仍然存在著下列不足之處：1)合金元素含量過多，生產(chǎn)中難以控制；2)使用稀貴元素，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種耐磨鑄鐵材料及其制造方法。

本發(fā)明的耐磨鑄鐵材料，按照重量百分比包括下列成分：C3.6％～3.8％，Mn?0.5％～0.9％，S?2％～4％，Pb?0.5％～1.1％，Sn?0.5％～0.9％，Si?1.9％～2.4％，Pr?0.05％～0.09％，Nd?0.05％～0.2％，Gd0.05％～0.1％，雜質(zhì)P不大于0.02％，其余為Fe；

優(yōu)選地，本發(fā)明的耐磨鑄鐵材料，按照重量百分比包括下列成分：C?3.7％，Mn?0.79％，S?3％，Pb?0.81％，Sn?0.7％，Si?2％，Pr?0.07％，Nd?0.09％，Gd?0.08％，雜質(zhì)P不大于0.02％，其余為Fe。

本發(fā)明的各成分及其成分的含量的選擇基于下列理由：

C：含量為3.6％～3.8％，用于形成石墨，保證鑄造流動(dòng)性，C含量低于3.6％，不易形成石墨，鑄造流動(dòng)性差；C含量高于3.8％，石墨粗大，力學(xué)性能變差；

Mn：含量為0.5％～0.9％，用于強(qiáng)化固溶體，保證力學(xué)性能，Mn含量低于0.5％，不能保證力學(xué)性能，Mn含量高于0.9％，影響石墨化；

S：含量為2％～4％，S和Fe、Sn、Pb可形成復(fù)雜的硬質(zhì)硫化物，起耐磨和抵抗配副的破壞作用，能有效解決鋼初始磨損嚴(yán)重的問題，大大提高使用壽命；S低于2％，達(dá)不到效果；S高于4％，硬質(zhì)復(fù)雜化合物增多，會降低合金的韌性和抗拉強(qiáng)度；

Pb：含量為0.5％～1.1％，Pb和Fe、Sn、S可形成復(fù)雜的硬質(zhì)硫化物，起耐磨和抵抗配副的破壞作用，能有效解決鋼初始磨損嚴(yán)重的問題，大大提高使用壽命；Pb高于1.1％，導(dǎo)致硬質(zhì)復(fù)雜化合物增多，會降低合金的韌性和抗拉強(qiáng)度；

Sn：含量為0.5％～0.9％，Sn和Fe、S、Pb可形成復(fù)雜的硬質(zhì)硫化物，起耐磨和抵抗配副的破壞作用，能有效解決鋼初始磨損嚴(yán)重的問題，使用壽命大大提高。Sn低于0.5％，達(dá)不到效果；Sn高于0.9％，導(dǎo)致硬質(zhì)復(fù)雜化合物增多，會降低合金的韌性和抗拉強(qiáng)度；

Si：含量為1.9％～2.4％，用于提高合金的鑄造流動(dòng)性，Si低于1.9％，不能保證鑄造流動(dòng)性；Si高于2.4％，降低合金的力學(xué)性能。

Pr：含量為0.05％～0.09％，Pr和Nd、Gd共同作用可增加形核核心，細(xì)化復(fù)雜化合物顆粒，Pr有圓整復(fù)雜化合物顆粒的作用。Pr低于0.05％，達(dá)不到效果；Pr高于0.09％，由于Pr為稀土元素，過多使用，不僅提高材料成本，也會形成一些過量化合物，降低材料的力學(xué)性能；