[發明專利]高鈦合金耐磨鑄鐵及其生產方法

無效

• 申請號: 201110362697.3
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN103114237A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 范黔偉
• 申請（專利權）人: 范黔偉
• 主分類號: C22C37/06
• 分類號: C22C37/06;C21D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及高鈦合金耐磨鑄鐵及其生產方法，屬于鑄鐵合金領域。

背景技術

我國的礦山、水泥、電力、化工等工業生產中，耐磨材料經歷了從白口鑄鐵到高錳鋼再到高鉻鑄鐵的使用過程。在鉻系鑄鐵中使用最多、效果最好的是由鎳系鑄鐵發展起來的高鉻白口鑄鐵成分為含10-30％鉻，含碳2.0-3.3％，詳見國家標準1999。鉻的加入改變了白口鑄鐵的碳化物結構類型，由普通白口鑄鐵中的網狀M3C型變為孤立的M7C3型，這不僅提高了耐磨性，而且提高了韌性，因此高鉻鑄鐵問世以來，一直被認為是較理想的抗磨材料，應用十分廣泛。但是高鉻鑄鐵韌性較低，只有2-5j/cm2，韌性較差，在很多使用條件下都出現剝落及微裂紋從而加快了高鉻鑄鐵的磨損、失效，在使用中常以剝落形式失效。而且韌性低不利于抵抗裂紋的擴展，碳化物M7C3硬度為HV1300-1800之間。錳系耐磨鋼主要是高錳鋼和從高錳鋼上添加如鉻、釩等元素形成的高錳系列鋼。詳見國家標準：GB/T5680-1998《高錳鋼鑄件技術條件》。而高錳鋼ZGMn13的加工硬化能力得不到充分發揮，使用壽命較短。而本發明專利能有效提高礦山、水泥等行業耐磨件的使用壽命。

發明內容

本發明的目的在于提供一種耐磨性極強，韌性較高的高鈦合金耐磨鑄鐵及其生產方法。

為解決上述問題，本發明的技術方案是：

本發明高鈦合金耐磨鑄鐵按質量配比其化學成分為2-3.3％C，0.8-1.6％Mn，0.6-1.4％Si，3.0-8.0％Ti，1.0-4.0％Cr，＜0.05S，＜0.09P。

本發明高鈦合金耐磨鑄鐵的生產方法為：

a.通過振動鑄造+消失模的生產方法，將所需的元素按質量配比2-3.3％C，0.8-1.6％Mn，0.6-1.4％Si，3.0-8.0％Ti，1.0-4.0％Cr，＜0.05S，＜0.09P熔合為合金金屬；

b.將步驟a的合金進行熱處理工藝-——900-1100℃＊1h加熱空冷+250℃＊2h回火；通過金相分析其金相組織為索氏體+貝氏體+碳化物，碳化物呈彌散條狀分布且基體組織與碳化物結合更加致密。本發明的有益效果

本發明高鈦合金耐磨鑄鐵，其力學性能為10＊10＊100mm跨距50mm無缺口沖擊，超過了普通的鈦合金耐磨鑄鐵，沖擊韌性＞8J/cm2，硬度＞50HRC；碳化物含量：40％左右。耐磨性能較高，可用于礦山機械、水泥機械、電力機械、化工機械、農業機械、工程機械、水輪機、泥漿泵等的耐磨零部件。

具體實施方式

本發明高鈦合金耐磨鑄鐵按質量配比其化學成分為2-3.3％C，0.8-1.6％Mn，0.6-1.4％Si，3.0-8.0％Ti，1.0-4.0％Cr，＜0.05S，＜0.09P。

實施例

在同臺設備、同樣的工況條件下用6套耐磨材料分兩個工地做了實地試驗，結果如下表：

高鈦合金鑄鐵在龍開口和松山河口實際使用情況

結果分析

對使用后工件的工作面與非工作面進行了硬度檢測，龍開口工件工作面硬度為57-60HRC，而松山河口使用后工件工作面硬度為54-58HRC，非工作面硬度均未發生明顯變化。工作面硬度升高的原因是產生加工硬化所致，而同一臺設備各部件工作面出現硬度差別的原因，是由于其各工件的實際受力不同，所以產生的硬化程度也就不相同。如導流板所受沖擊力是最小的，所以其工作面硬度提高最少。而反擊板受到的沖擊力最大所以其硬度提高最多。兩工地耐磨件硬度使用后硬度不同產生的原因為破碎物料的抗壓強度不同所致。眾所周知，耐磨件的耐磨性不是取決于工件的表面硬度而是取決于實際工作時工作面的硬度。這也是為什么高鈦合金雖然基體硬度(50HRC)不如高鉻鑄鐵基體硬度高(58-60HRC)而使用壽命卻高于高鉻鑄鐵的原因之一，另一原因如前所述TiC硬度較Cr7C3高出近一倍

因此，高鈦合金耐磨鑄鐵具有較高的耐磨性。