[發(fā)明專利]一種高溫狀態(tài)下具備高硬度的白口鑄鐵及其制造方法

在審

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• 申請日: 2016-06-27
• 公開（公告）號: CN107541644A
• 公開（公告）日: 2018-01-05
• 發(fā)明（設計）人: 鮑凡凡
• 申請（專利權）人: 鮑凡凡
• 主分類號: C22C37/08
• 分類號: C22C37/08;C22C37/10;C22C33/08;C21D5/04
• 代理公司: 揚州蘇中專利事務所(普通合伙)32222
• 代理人: 沈志海

技術領域

本發(fā)明屬于鐵碳合金技術領域，涉及一種白口鑄鐵，特別是涉及一種高溫狀態(tài)下具備高硬度的白口鑄鐵及其制造方法。

背景技術

碳以滲碳體形態(tài)存在的鑄鐵，其斷面為灰白色。是一種良好抗磨材料，在磨料磨損條件下工作。白口鑄鐵包括普通白口鑄鐵、低合金白口鑄鐵、中合金白口鑄鐵，高合金白口鑄鐵。

普通白口鑄鐵中國早在春秋時代就制成了抗磨性良好的白口鑄鐵，用作一些抗磨零件。這種鑄鐵具有高碳低硅的特點，有較高的硬度，但很脆，適用于制造沖擊載荷小的零件，一般用在犁鏵、磨片、導板等方面。生產中常采用熱處理的方法來改善其性能，擴大它的應用范圍。碳對于普通白口鑄鐵的耐磨性能起最重要的作用，含碳量愈高，則形成的滲碳體愈多，構成大量的萊氏體，因而硬度愈高，耐磨性也就愈好。但含碳量高，韌性則下降。現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)明針對普通白口鑄鐵在高溫使用過程中出現硬度低、耐磨性差等不足，提出一種高溫狀態(tài)下具備高硬度的白口鑄鐵及其制造方法，其白口鑄鐵的組分更為合理、工作壽命更長，制造更為容易，能大大提升白口鑄鐵的力學性能，能滿足高溫、高硬度及高耐磨性等使用需求。

本發(fā)明的技術方案是：一種高溫狀態(tài)下具備高硬度的白口鑄鐵，其特征在于：所述白口鑄鐵按質量百分含量計的化學成分如下：C 3.6～4.2% 、Cr 20～28% 、Mo 0.5～1.7%、Si ≤0.08% 、Ni 0.05～0.2%、Mn 0.07～1.02% 、B 1.0～1.2% 、P ≤0.08%、S ≤0.06%，余量為Fe。

一種高溫狀態(tài)下具備高硬度的白口鑄鐵的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)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；

(2)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；

(3)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；

(4)保溫冷卻采用溫度≥40℃熱砂子將白口鑄鐵件全部嚴密覆蓋，砂子外部再扣上鐵桶, 鐵桶下部用砂子封嚴，保溫，至白口鑄鐵件冷卻；

(5)保溫冷卻將白口鑄鐵件置放到保溫爐中，爐溫保持500～700℃，保溫時間1-3 小時，打開爐門冷卻至室溫；

(6)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)明的有益效果為：本發(fā)明提出的一種高溫狀態(tài)下具備高硬度的白口鑄鐵及其制造方法，組分新穎，制作過程合理清晰，提供了耐高溫抗磨白口鑄鐵件的化學成分配比，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；在白口鑄鐵件中添加了硼元素，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；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。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

下面對本發(fā)明作進一步說明：

一種高溫狀態(tài)下具備高硬度的白口鑄鐵，白口鑄鐵按質量百分含量計的化學成分如下：C 3.6～4.2% 、Cr 20～28% 、Mo 0.5～1.7%、Si ≤0.08% 、Ni 0.05～0.2%、Mn 0.07～1.02% 、B 1.0～1.2% 、P ≤0.08%、S ≤0.06%，余量為Fe。

一種高溫狀態(tài)下具備高硬度的白口鑄鐵的制造方法，包括以下步驟：

(1)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；