[發(fā)明專利]一種高耐磨性含碳化物奧鐵體球墨鑄鐵及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710148807.3
• 申請(qǐng)日: 2017-03-14
• 公開（公告）號(hào): CN106834902B
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉建忠;姜廷敏;劉妍;姜雅文;宋量
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 姜廷敏;劉妍
• 主分類號(hào): C22C37/10
• 分類號(hào): C22C37/10;C22C33/08;C21C1/10;C21D1/20;C21D1/58
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 李泉宏

本發(fā)明公開了一種高耐磨性含碳化物奧鐵體球墨鑄鐵及其制備方法，屬于耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域。為了提供一種既具有良好的硬度又具有良好韌性的高耐磨性含碳化物奧鐵體球墨鑄鐵，本發(fā)明改進(jìn)了含碳化物奧鐵體球墨鑄鐵的配方，即其元素組成按質(zhì)量百分比計(jì)為：C：3.50～3.90％、Si：2.90～3.50％、Mn：1.30～1.70％、P＜0.08％、S：＜0.012％、RE：0.01～0.04％、Mg：0.025～0.04％、Cr：0.08～0.18％、V：0.17～0.32％、Ti：0.08～0.18％、Cu：0.30～0.40％、B：0.001～0.006％，余量為Fe，RE為稀土金屬，優(yōu)選Y。表面硬度可達(dá)HRC62以上，而沖擊韌性是鉻系磨球的2—3倍以上，具有優(yōu)良的綜合性能，在使用中不破碎、不失圓，磨耗僅占噸耗200克左右。在冶金礦山機(jī)械、煤礦機(jī)械、水泥行業(yè)、工程機(jī)械、發(fā)電行業(yè)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等耐磨構(gòu)件領(lǐng)域中有很好的應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)耐磨件產(chǎn)量300多萬噸，除滿足國(guó)內(nèi)需求外，國(guó)外需求的數(shù)量也在逐年增加，以磨球?yàn)槔耗デ驈V泛用于選礦、水泥和火力發(fā)電，目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的磨球主要是以鉻為主的，高、中、低三種鉻球，低鉻球由于質(zhì)量較低，已處在淘汰邊緣，高鉻球雖然性能較好，但高鉻不符合我國(guó)國(guó)情，一方面我國(guó)是貧鉻的國(guó)家，另一方面大量的高鉻磨球原料還會(huì)污染地下水，所以采用新材料、新工藝取代高鉻材料是目前需要解決的問題。

高性能耐磨材料含碳化物奧鐵體球墨鑄鐵(CADI)的基體組織是以針狀鐵素體加上富碳奧氏體即奧鐵體組織，由于這種材料除基體球鐵外，通過增加合金元素，可以大幅度降低鉻的元素，又由于加入的合金元素中，可以以各種不同的形狀的碳化物形式存在，因此可以保持較好的性能，這為解決上述問題提供了可能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述問題，提供了一種既具有良好的硬度又具有良好韌性的高耐磨性含碳化物奧鐵體球墨鑄鐵，其元素組成按質(zhì)量百分比計(jì)為：

C：3.50～3.90％、Si：2.90～3.50％、Mn：1.30～1.70％、P＜0.08％、S：＜0.012％、RE：0.01～0.04％、Mg：0.025～0.04％、Cr：0.08～0.18％、V：0.17～0.32％、Ti：0.08～0.18％、Cu：0.30～0.40％、B：0.001～0.006％，余量為Fe；

1)按照元素組成稱取原料，主要原料有鑄造球鐵，廢鋼或增碳劑，Cr、V、Ti、Cu和B單質(zhì)，球化劑，孕育劑；鑄造球鐵中含C、Si、Mn、P和S，球化劑和孕育劑中含有RE和Mg；

2)依次將上述原料投入中頻電爐中加熱熔化，得到奧鐵體球墨鑄鐵原鐵液，出爐溫度為1550℃～1500℃；

3)倒包球化，將熔化的鐵水倒入已放球化劑、孕育劑包中，進(jìn)行球化，再進(jìn)行澆注成型，冷卻后，將工件從模具中倒出后，進(jìn)行鑄件分離，對(duì)飛邊毛刺嚴(yán)重者應(yīng)打磨、拋丸處理；

4)熱處理；所述熱處理的步驟為：

一、預(yù)熱：將奧鐵體球墨鑄鐵球放入預(yù)熱爐內(nèi)，密封加熱至500℃～640℃，保溫90～150min。

二、加熱：球體從預(yù)熱爐出來，在密封的狀態(tài)下直接送入到加熱爐中，加熱至930℃～940℃，保溫120～210min。在加熱到800℃時(shí)添加甲醇和醋酸乙酯；甲醇在該溫度下生成保護(hù)氣氛，醋酸乙酯的加入量根據(jù)碳勢(shì)進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持碳勢(shì)值為0.9～1.2；將溫度降至800℃～820℃并保溫80～150min；

三、油冷等溫淬火：將油控制在100℃～120℃，進(jìn)行淬火處理；送入等溫爐中，在150～300℃的溫度下，保持2～4小時(shí)等溫處理。

本發(fā)明的有益效果：