[發明專利]一種耐磨可鍛鑄鐵材料及制備方法

有效

• 申請號: 201110007471.1
• 申請日: 2011-01-14
• 公開（公告）號: CN102071377A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 趙浩峰;王玲;繆文浩
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C22C49/08
• 分類號: C22C49/08;C22C49/14;C22C47/08;C22C47/04;C22C47/02;C22C111/00;C22C121/02;C22C121/00
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮

技術領域

?????本發明屬于金屬材料領域，涉及一種耐磨可鍛鑄鐵材料及其制備方法。

背景技術

在金屬材料領域中,?耐磨鑄鐵作為低成本耐磨材料一直受到普遍重視。

CN87105171一種用代鉍合金生產可鍛鑄鐵新工藝，其是用一?種新型合金作為孕育劑加入，能促成可鍛鑄鐵壞件形?成白口，代替傳統的金屬純鉍。該合金是由銅、鉛、錫?冶金精煉時產生的煙塵或電解陽極泥中提出，在冶金?精煉過程中富集為含鉍15～30％，鉛60—70％并含?少量其它元素的合金。爐前采用硅鐵、鋁與該合金復?合孕育，可以實現720～750℃范圍低溫退火，獲得鐵?素體加石墨的黑心可鍛鑄鐵。該合金價格僅為金屬?純鉍的1/2～1/5。??

遼寧工學院學報1997年第1期的李德等研究了用增加珠光體方法提高可鍛鑄鐵電力金具的服役壽命。鐵索體基體的可鍛鑄鐵通過低溫正火(790-820'c)可獲得20?～60?%的細珠光體組織，且分布均勻，使之整體硬度由HB120提高到HB185。當珠光體含量少于30%?時，鑄鐵沖擊韌性未見明顯下降。隨著珠光體含量的增加，鑄鐵抗粘著磨損的性能提高。沖擊韌性為4.2-20.5J/cm2，硬度為HB114-220。

盡管采取措施，但是可鍛鐵韌性不足。因此，對于材料耐磨性的提高也受到了限制。

發明內容

本發明的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種耐磨可鍛鑄鐵材料，該材料具有良好的性能。

本發明的另一目的是提供一種耐磨可鍛鑄鐵材料的制備方法，該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種耐磨可鍛鑄鐵材料，其特征在于：該材料以可鍛鑄鐵為基體，在基體中分布著由高碳鋼絲及鐵絲形成的金屬絲團，所用高碳鋼絲和鐵絲直徑均為1-2mm；材料中高碳鋼絲與鐵絲的總體長度相當，金屬絲團的直徑為10-15cm；高碳鋼絲和鐵絲兩者共占材料的體積百分比為5-40%；

可鍛鑄鐵基體的化學成分的重量百分含量：?C為2.2%～2.4%，Si為1.1%～1.3%,?Mn為0.4-0.6%,?Zr為0.5-1%,?P<0.08%,?S?<0.25%,其余為Fe。?

所述高碳鋼絲的化學成分的重量百分含量為：C為0.55%～0.8%，Si為0.18%～0.21%,?Mn為0.45-0.65%,?P<0.02%,?S?<0.02%,其余為Fe；

所述鐵絲的化學成分的重量百分含量為：C為0.05-0.09%，Si為0.2%～0.3%,?Mn為0.25-0.35%,?P<0.02%,?S?<0.025%,其余為Fe。

基體中還分布著化合物Ni3Si和Ni3C?顆粒。

一種耐磨可鍛鑄鐵材料的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟：

鍍鎳高碳鋼絲及鍍鎳鐵絲的準備：取直徑為1-2mm、成分重量百分含量：C為0.55%～0.8%，Si為0.18%～0.21%,?Mn為0.45-0.65%,?P<0.02%,?S?<0.02%,其余為Fe的高碳鋼絲；另取直徑為1-2mm、成分重量百分含量C為0.05-0.09，Si為0.2%～0.3%,?Mn為0.25-0.35%,?P<0.02%,?S?<0.025%,其余為Fe的鐵絲，所取高碳鋼絲與鐵絲的總體長度相當，控制高碳鋼絲和鐵絲兩者共占材料的體積百分比為5-40%；高碳鋼絲和鐵絲分別按常規方法在表面鍍鎳，鍍鎳層的厚度均為50-500微米；

按清潔球生產的常規方法將上述鍍鎳高碳鋼絲及鍍鎳鐵絲各取一根絲形成球狀的混合雙絲金屬絲團，金屬絲團直徑為10-15cm，將若干金屬絲團放入鑄型下型型腔中，金屬絲團的松緊程度由高碳鋼絲和鐵絲兩者共占材料的體積百分比決定，保證金屬絲團正好放滿鑄型；布置完畢后，將鑄型的上型蓋于下型上，合箱完畢后等待鐵水澆注；?

可鍛鑄鐵材料基體的準備：按重量百分含量C為2.2%～2.4%，Si為1.1%～1.3%,?Mn為0.4-0.6%,?Zr為0.5-1%,?P<0.08%,?S?<0.25%,其余為Fe的可鍛鑄鐵進行配料；可鍛鑄鐵在原料感應電爐中熔化,形成液態鐵水，熔化溫度為1450-1500℃；

將上述可鍛鑄鐵鐵水澆入裝有金屬絲團的干砂鑄型；液態鐵水將金屬絲團包圍，然后冷卻凝固，再將凝固得到的鑄鐵放入電爐中熱處理加熱到920-950℃，保溫5-9小時后隨爐冷卻，即得到以可鍛鑄鐵為基的其中分布有金屬絲團的耐磨可鍛鑄鐵材料。