[發(fā)明專利]一種耐高溫抗磨白口鑄鐵件及生產方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210361071.5
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102851569A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發(fā)明（設計）人: 范修謙;李雪興;丁文會;袁建強;張前
• 申請（專利權）人: 保定風帆精密鑄造制品有限公司
• 主分類號: C22C37/08
• 分類號: C22C37/08;C21D5/04
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 李羨民;周曉萍

技術領域

本發(fā)明型涉及一種金屬材料及生產方法，特別是具有高硬度的耐高溫抗磨白口鑄鐵件及生產方法。?

背景技術

白口鑄鐵是一種不含石墨的鑄鐵，白口鑄鐵中的碳以滲碳體形態(tài)存在，其斷面為灰白色，是一種良好抗磨材料。白口鑄鐵有較高的硬度和脆性，不能承受冷、熱加工，只能直接用于鑄造。工業(yè)中一般白口鑄鐵材質的硬度鑄態(tài)或去應力態(tài)HRC≥53、硬化態(tài)或硬化去應力態(tài)HRC≥58。現(xiàn)有白口鑄鐵材料盡管可以達到較高的硬度，但仍然不能滿足現(xiàn)實工業(yè)中某些需要在高溫狀態(tài)下具有更高硬度、更長壽命要求的耐磨鑄件：如溫度大于400℃、在特殊惡劣環(huán)境中工作的自動加熱裝備中爐門門軸的高溫耐磨套、噴油嘴、樹脂砂高速連續(xù)混砂機的耐酸耐磨葉片、破碎機中的格柵板、樹脂砂再生機中的耐磨環(huán)、拋丸機的葉片、護板、護套、垂直分型造型線中的型腔底板等零件。

發(fā)明內容

本發(fā)明用于克服已有技術的缺陷，提供一種鑄態(tài)硬度HRC≥61的耐高溫抗磨白口鑄鐵件及生產方法。

本發(fā)明所稱問題是以下技術方案解決的：

一種耐高溫抗磨白口鑄鐵件，其特別之處是，所述白口鑄鐵件的化學成分按照質量分數(shù)百分比計為：C?3.0-3.5%；Cr?30-36%；Mo?1.8-2.5%?；Si≤1%?；Ni1.0-2.0%；Mn?1.05-1.5%；B?0.5-1.0%；P≤0.10%;S≤0.08%，余量為Fe，所述白口鑄鐵的鉻碳比值需滿足Cr/C=8.5-12。

上述耐高溫抗磨白口鑄鐵件，所述白口鑄鐵件優(yōu)選化學成分按照質量分數(shù)百分比計為：C?3.2-3.4%；Cr?34-36%；Mo?2.0-2.4%?；Si≤1%?；Ni1.6-1.8?%；Mn?1.2-1.3%；B?0.8-0.9?%；P≤0.10%;S≤0.08%，余量為Fe。

上述耐高溫抗磨白口鑄鐵件，其物理性能如下：

???鑄態(tài)保溫慢冷硬度：HRC≥61，?組織為不規(guī)則排列的板條狀共晶滲碳體+奧氏體及轉化物；

鑄件淬火回火后硬度：HRC≥66，組織為規(guī)則排列的板條狀共晶滲碳體+二次滲碳體+奧氏體轉化物；

上述白口鑄鐵件700℃時的硬度HRC≥61。

一種耐高溫抗磨白口鑄鐵件的生產方法，它包括熔煉、澆注工序，在所述熔煉工序中將廢鋼和生鐵溶化后，按照化學成分配比加入預熱到200℃的鉬鐵、鎳鐵、高碳鉻鐵、微碳鉻鐵，完全熔化后加入中碳硼鐵，然后加入錳硅脫氧，取樣調整成分至要求，鐵水1500-1530℃進入澆注工序；在所述澆注工序中，鑄件澆注后立即采用保溫冷卻，防止鑄件產生裂紋。

上述耐高溫抗磨白口鑄鐵鑄件的生產方法，所述保溫冷卻采用溫度≥40℃熱砂子將鑄件全部嚴密覆蓋，砂子外部再扣上鐵桶，鐵桶下部用砂子封嚴，保溫，至鑄件冷卻。

上述耐高溫抗磨白口鑄鐵件的生產方法，所述保溫冷卻將鑄件置放到保溫爐中，爐溫保持500-700℃，保溫時間1-3小時，打開爐門冷卻至室溫。

上述耐高溫抗磨白口鑄鐵件的生產方法，對所述白口鑄鐵件進行淬火及回火熱處理，淬火加熱溫度1000-1080℃，空冷；回火加熱溫度為200℃。

本發(fā)明針對進一步提高白口鑄鐵的硬度進行了改進，其特點之一是提供了耐高溫抗磨白口鑄鐵件的化學成分配比，并提出化學成分配比中鉻與碳的比值為Cr/C=8.5-12。這種高鉻白口鑄鐵件，鉻元素可以改變共晶碳化物類型，改善碳化物的形態(tài)，提高鑄件的硬度和耐磨性。特點之二是在白口鑄鐵件中添加了0.5-1％的硼元素，硼元素進入碳化物，形成硬度較高的化合物，從而增強基體對碳化物的支撐作用，也穩(wěn)定了鑄件的高溫硬度和耐磨性。特點之三是添加鎳元素、鉬元素，鎳元素為了抵消高碳和硼對鑄件韌性的影響，降低鑄件的裂紋趨勢；鉬元素可以強化基體，提高鑄件的淬透性。特點之四是在工藝上采取了澆注后保溫冷卻，以防止由于高碳和硼元素對白口鑄鐵件產生熱裂趨勢。上述特點使本發(fā)明鑄鐵件鑄態(tài)保溫慢冷狀態(tài)硬度：HRC≥61；淬火回火后硬度：HRC≥66，在700℃溫度下仍可以保持硬度HRC≥61，其耐腐蝕性也優(yōu)于現(xiàn)有白口鑄鐵件，特別適合用作高溫條件下工作的耐磨工件。

具體實施方式

本發(fā)明所述耐高溫抗磨白口鑄鐵件，其化學成分采用高碳、高鉻，并添加硼、鎳、鉬元素，其主要元素在鋼中的作用分析如下：