[發(fā)明專利]耐腐蝕合金鑄鐵及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110217494.5
• 申請日: 2011-07-31
• 公開（公告）號: CN102268586A
• 公開（公告）日: 2011-12-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 施琰;王萬軍;施恩明
• 申請（專利權(quán)）人: 蚌埠市鴻申天然氣工程成套設(shè)備有限責(zé)任公司
• 主分類號: C22C37/08
• 分類號: C22C37/08;C22C33/08
• 代理公司: 蚌埠鼎力專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 34102
• 代理人: 王琪;白京萍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鑄鐵，更具體地說，本發(fā)明涉及一種耐腐蝕合金鑄鐵，同時，本發(fā)明還涉及一種所述耐腐蝕合金鑄鐵的制備方法。

背景技術(shù)

隨著科研、化工、化肥、石油、醫(yī)藥、維尼龍、氣體工業(yè)等領(lǐng)域的迅速發(fā)展，現(xiàn)在各種特種氣體的應(yīng)用也日益廣泛，特別是壓縮腐蝕性氣體(如：二氧化碳、二氧化硫、氟氣、氯氣、氯化氫、硫化氫等)所需的往復(fù)活塞壓縮機(jī)及配套的存儲、運輸容器、管道等的需求日益增加，故研制耐腐蝕合金鑄鐵的制備方法，已提到議事日程。

蒙乃爾合金是一種以金屬鎳為基體添加銅、錳等其它元素而成的合金鋼，系高強(qiáng)度的單相固溶體，它是一種用量最大、用途最廣、綜合性能極佳的耐腐蝕合金。此合金在氫氟酸和氟氣介質(zhì)中具有優(yōu)異的耐腐蝕性，對熱濃堿液也有優(yōu)良的耐腐蝕性，同時還耐中性溶液、水、海水、大氣、有機(jī)化合物等的腐蝕。該合金一般不產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋，切削性能良好。該合金可用來制造以下零部件：核工業(yè)中提煉鈾和同位素分離器的罐體，動力工廠中的無縫輸水管和蒸汽管，海水換熱器和蒸發(fā)器換熱管，硫酸和鹽酸環(huán)境下的原油蒸餾塔殼體，海水中所用設(shè)備的泵軸和螺旋槳，鹽酸制造設(shè)備中所用的泵和閥，壓縮機(jī)中結(jié)構(gòu)簡單的高壓氣缸或缸套、活塞等。但是，由于該合金的鑄造性能差、成本高，其應(yīng)用受到局限。

原一機(jī)部1976年發(fā)布的“高硅耐腐蝕鑄鐵技術(shù)”標(biāo)準(zhǔn)草案中，提出了以下耐腐蝕鑄鐵：高鎳奧氏體耐腐蝕鑄鐵(Ni13.5～36％)、高鉻耐腐蝕鑄鐵(Cr13.5～36％)、高硅耐腐蝕鑄鐵等。上述鑄鐵的成分組成是根據(jù)耐酸泵廠或化工機(jī)械廠生產(chǎn)泵體和轉(zhuǎn)子的需要而確定的。上述鑄鐵要么強(qiáng)度低，不能承受變載荷、變溫度和振動工況，對往復(fù)活塞壓縮機(jī)的工況不適用；要么鑄造性能差，易脆裂、易產(chǎn)生氣孔和裂紋，且采用上述鑄鐵的鑄造方法，難以制得往復(fù)活塞壓縮機(jī)中結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的低壓和中壓氣缸蓋、氣缸或氣缸套、氣缸座、中體和活塞等。

現(xiàn)在，對于壓縮腐蝕性氣體的往復(fù)活塞壓縮機(jī)而言，與腐蝕性氣體接觸的氣缸、活塞、活塞桿等部件一般采用鍍鉻防腐；氣閥、管路、冷卻器等采用不銹鋼；在與腐蝕性氣體接觸的氣缸、氣缸套、活塞及氣道等零部件的表面噴涂防腐蝕涂層：酸性介質(zhì)選用酚醛漆；堿性介質(zhì)選用環(huán)氧樹脂漆等。但由于防腐蝕涂層的磨損或剝落，往復(fù)活塞壓縮機(jī)的上述零部件仍遭受腐蝕性氣體的腐蝕而提前失效，防腐蝕效果均不盡人意。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種耐腐蝕合金鑄鐵，其成分經(jīng)濟(jì)合理，對腐蝕性氣體的耐腐蝕性能持久；同時提供一種該耐腐蝕合金鑄鐵的制備方法，該方法工藝簡單，使用設(shè)備少，便于工業(yè)化推廣。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種耐腐蝕合金鑄鐵，按重量百分比計，它由下列各成分組成，C?2.8～3.2％，Si?1.6～2.2％，Mn?0.4～0.8％，Cu?0.6～1.2％，Cr0.5～1.0％，Ni?0.6～1.2％，P?0.07～0.09％，S?0.04～0.06％，余量為鐵。

本發(fā)明提供了一種耐腐蝕合金鑄鐵的制備方法，該方法包括如下步驟：

1)、配制爐料：根據(jù)需要澆注的耐腐蝕合金鑄鐵的工藝重量，備好新生鐵、回爐鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、電解銅、電解鎳、電解鉻，按照本耐腐蝕合金鑄鐵所述各成分的相應(yīng)重量百分比比例，稱取1000kg爐料；

2)、熔煉：將配好的新生鐵、回爐鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵放入中頻電爐內(nèi)，使它們通電熔化，熔煉溫度為1250～1350℃，熔化時間為2～3小時，然后進(jìn)行精煉，熔煉溫度為1400～1500℃，在除去爐渣后，加入電解銅、電解鎳、電解鉻，保溫15～20min，完成熔煉；

3)、孕育處理：當(dāng)澆包中的進(jìn)鐵液量為其容積的1/4時，通過定量漏斗，將粒狀孕育劑均勻而分散地撒向澆包中的鐵液，當(dāng)澆包中的進(jìn)鐵液量為其容積的4/5時停止撒孕育劑；孕育劑的撒入量為澆包中的總進(jìn)鐵液量的0.2～0.4％(重量百分比)；孕育劑的粒度按以下方式選擇：進(jìn)鐵液量小于500kg時，孕育劑的粒度為2～5mm；進(jìn)鐵液量大于或等于500kg時，粒度為5～8mm；孕育劑為75硅鐵；

4)、澆注：孕育后在1380～1460℃的溫度下，于10～15min內(nèi)將鐵水注入砂模型腔內(nèi)，根據(jù)鑄鐵的結(jié)構(gòu)、壁厚，確定鑄鐵的開箱時間；

5)、退火：將鑄鐵以50～100℃/h的速度加熱到500～550℃，保溫2～3小時，然后，將鑄鐵以20～50℃/h的速度，隨爐冷卻到180～220℃，最后，將鑄鐵出爐，并自然冷卻至室溫，即可制得所述的耐腐蝕合金鑄鐵。

為能簡潔說明問題起見，以下對本發(fā)明所述耐腐蝕合金鑄鐵均簡稱為本鑄鐵。