[發明專利]高鉻鑄鐵的制備方法、薄壁管件及薄壁管件的制備方法

有效

• 申請號: 201310367215.2
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103436774A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 劉延斌;李飛;楊偉
• 申請（專利權）人: 中聯重科股份有限公司
• 主分類號: C22C37/10
• 分類號: C22C37/10;C22C33/08
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 吳貴明;張永明

技術領域

本發明涉及耐磨金屬材料技術領域，具體而言，涉及一種高鉻鑄鐵的制備方法、薄壁管件及薄壁管件的制備方法。

背景技術

彎管是混凝土泵送管路的重要組成部分，由于工況惡劣，在使用過程中很容易發生磨損失效，從而嚴重影響泵送效率和增加維護成本。其中，雙層彎管是目前正在大力推廣使用的此類產品，主要包括高抗磨性的內管和具有較好韌性的外管，耐磨內管性能的好壞直接決定了彎管的使用壽命。

高鉻鑄鐵是近年來發展起來的一種抗磨性能優異的耐磨材料。采用高鉻鑄鐵制作雙層彎管內膽將有利于提升雙層彎管性能。但是，雙層彎管內管屬薄壁管件，鑄造難度高，對合金成分和鑄造工藝要求高，制定合理的鑄造工藝和選用合適的化學成分是生產出質量合格管件的關鍵。高鉻鑄鐵的抗磨損組織主要包括（Cr，Fe）₇C₃型碳化物和奧氏體或其轉變產物所組成。（Cr，Fe）₇C₃型碳化物包括初生粗大碳化物、共晶碳化物和二次碳化物三類，奧氏體或其轉變產物包括鐵素體，珠光體，奧氏體，馬氏體四類。根據特定的工況要求，通過選定合適的合金成分、鑄造工藝、熱處理工藝對于獲得最佳匹配的抗磨組織十分重要。

《薄壁高鉻鑄鐵管件的鑄造工藝》（《鑄造技術》2011年，第8期）為了減小薄壁鑄件的開裂傾向，要求打箱溫度控制在250℃以下，而且需要通過復雜熱處理才能將鑄件熱處理提高到58～60HRC，工藝復雜，生產周期長。CN100478478C、CN101580913B、CN102560232A等專利，為了獲得優異的抗磨性能，需要選用成分復雜的變質劑，增加了熔煉工藝的難度，同時變質劑的添加使合金成分的流動性變得很差，不利于薄壁管件的成型。

目前，仍沒有適宜于薄壁混凝土輸送彎管內管使用的低成本高鉻鑄鐵的生產方法。尋求一種低成本的適宜于薄壁管件制造的高鉻鑄鐵的生產方法是本領域技術人員一直努力的一個方向。

發明內容

本發明旨在提供一種高鉻鑄鐵的制備方法、薄壁管件及薄壁管件的制備方法，以解決現有技術中沒有適宜于薄壁混凝土輸送彎管內管使用的低成本高鉻鑄鐵的生產方法。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種高鉻鑄鐵的制備方法。該高鉻鑄鐵的原料組分按重量百分含量計配比如下：C：2.7%～3.4%，Cr：23%～32%，Mo：0.2%～0.4%，Ni：0.1%～0.3%，V：0.6%～1.1%，Mn：0.3%～0.5%，Si：0.6%～1.1%，P：≤0.05%，S：≤0.05%，以及余量的Fe；其中，Cr和C含量滿足公式：4.2%≤[C]wt.%+0.0474×[Cr]wt.%≤4.5%；高鉻鑄鐵的制備方法包括以下步驟：按照高鉻鑄鐵的原料組分進行配料，以Si、Mn、S、P、Cr、C的重量百分含量為標準選配廢鋼和鉻鐵，以V、Mo的重量百分含量為標準選配釩鐵和鉬鐵，以Ni的重量百分含量為標準選配電解鎳；將廢鋼、鉻鐵、鉬鐵和電解鎳進行熔煉，待廢鋼、鉻鐵、鉬鐵和電解鎳全部熔化后加入釩鐵，待釩鐵熔化后加入造渣劑除渣，得到初級合金液；在預定溫度下，利用脫氧劑對初級合金液進行脫氧、冷卻后得高鉻鑄鐵。

進一步地，高鉻鑄鐵的原料組分按重量百分含量計配比如下：C：3.2wt%，Cr：27wt%，Mo：0.2wt%，Ni：0.15wt%，V：1.0wt%，Mn：0.35wt%，Si：0.6wt%，P：≤0.03wt%，S：≤0.03wt%以及余量的Fe。

進一步地，脫氧劑為鋁。

進一步地，廢鋼、鉻鐵、鉬鐵和電解鎳在中頻感應爐中進行熔煉，預定溫度為1550～1600℃。