[發(fā)明專利]一種新型高性能含難熔金屬鑄鐵配方及熔煉技術(shù)的研制

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810070870.4
• 申請(qǐng)日: 2018-01-25
• 公開（公告）號(hào): CN108385015A
• 公開（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張東博;李雙雙;張海燕;左玲立;張洋;祁曄思
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華北電力大學(xué);隆基集團(tuán)股份有限公司;機(jī)械科學(xué)研究總院先進(jìn)制造技術(shù)研究中心
• 主分類號(hào): C22C37/10
• 分類號(hào): C22C37/10;C22C33/08;C21C1/08
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本發(fā)明涉及一種新型含難熔金屬Ta的高性能鑄鐵的配方及其熔煉技術(shù)，屬于新型高性能鑄鐵配方及其熔煉處理領(lǐng)域；研發(fā)新型含難熔金屬Ta的高性能鑄鐵對(duì)于提高鑄鐵使用性能，提高工業(yè)生產(chǎn)安全性和生產(chǎn)效率具有重要意義。本發(fā)明采用Fe?C?Si?Ta系鑄鐵作為高性能鑄鐵的基體組成部分；其配方為：C的含量為3.4?3.6wt.%，Si的含量為1.9?2.2wt.%，Ni的含量為0.3?0.5wt.%，Cu的含量為0.15?0.5wt.%，Mn的含量為0.6?0.9wt.%，Sn的含量為0.07?0.1wt.%，Cr的含量為0.1?0.3wt.%，Ta的含量為0.02?0.06wt.%，其余為鐵；通過(guò)本發(fā)明研制的高性能鑄鐵內(nèi)部石墨形態(tài)呈A型層片狀分布，基體組織主要為為珠光體，鑄鐵強(qiáng)度和耐磨性較高，并具有優(yōu)異的導(dǎo)熱性能，綜合力學(xué)性能優(yōu)良；因此，通過(guò)本發(fā)明能夠獲得性能優(yōu)良的高性能鑄鐵。

技術(shù)領(lǐng)域

本文涉及一種新型高性能灰鑄鐵的配方及其熔煉技術(shù)，屬于新型高性能鑄鐵配方及其熔煉領(lǐng)域。

背景技術(shù)

鑄鐵材料因其具有摩擦因數(shù)穩(wěn)定、較好的切削加工性能、耐磨性和消震性良好、成本低廉及維護(hù)簡(jiǎn)單容易等特點(diǎn)，至今仍是現(xiàn)代機(jī)械制造業(yè)重要和常用的結(jié)構(gòu)材料，在汽車、鐵路、、機(jī)械、石油、化工和電力等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用；而隨著科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，現(xiàn)代工業(yè)對(duì)鑄鐵性能的要求確實(shí)不斷攀升。

在鑄鐵中灰鑄鐵是典型代表，灰鑄鐵結(jié)構(gòu)因其耐磨、耐熱、耐氧化、耐腐蝕、耐酸堿性及較優(yōu)良的減震性能而被廣泛應(yīng)用；相比于其他合金而言，灰鑄鐵熔點(diǎn)低、充型性好、機(jī)加工性能優(yōu)越、生產(chǎn)設(shè)施和成型過(guò)程簡(jiǎn)單且成本相對(duì)低廉，這些優(yōu)越的性能也使得灰鑄鐵在鑄件中所占的比重非常大；但隨著科技日新月異，并伴隨著沖壓件、焊接件、球（蠕）墨鑄鐵、有色金屬和塑料等材料研究的不斷深入，灰鑄鐵由于強(qiáng)度、硬度相對(duì)較低等缺點(diǎn)正面臨著材料質(zhì)量、性能和價(jià)格之間的巨大挑戰(zhàn)，而與此同時(shí)，當(dāng)前蠕墨鑄鐵的生產(chǎn)研發(fā)面臨生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本、加工性能、使用性能、產(chǎn)品設(shè)計(jì)等諸多先進(jìn)難以忽略的現(xiàn)實(shí)性問題，阻礙了蠕鐵的進(jìn)一步研究和應(yīng)用，而這些有都促使了灰鑄鐵憑借其固有的優(yōu)良性能仍然是生產(chǎn)中的首選材料，研究重點(diǎn)也就隨之重新回到灰鐵上；成功研制高性能鑄鐵也因此具有更重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

灰鑄鐵是由鐵基體以及其內(nèi)部呈片狀分布的石墨構(gòu)成，石墨的添加對(duì)提高鑄鐵性能有很大的影響，石墨的加入對(duì)提高鑄鐵的熱導(dǎo)率、減震性和耐磨性等性能具有重要的作用；但是灰鑄鐵中所存在的石墨相的尺寸大小、數(shù)量、形態(tài)分布以及基體組織類型的差異都會(huì)對(duì)灰鑄鐵的性能產(chǎn)生不同的影響，而單單通過(guò)調(diào)整石墨形態(tài)和數(shù)量對(duì)性能的改善也有一定的局限性和不利影響；合金元素的添加能夠明顯提高鑄鐵的性能，因此合金元素的添加成為獲得高性能灰鑄鐵的重要方法；大量研究工作也都針對(duì)于鑄鐵中微量合金元素添加對(duì)性能的影響來(lái)展開，從而使得開發(fā)新型合金灰鑄鐵成為鑄鐵性能改善的重要研究方向，合金元素的添加也成為最行之有效提高灰鑄鐵性能的理想途徑；目前已有合金鑄鐵應(yīng)用的諸多實(shí)例，但在性能改進(jìn)、成本控制或是工藝技術(shù)等方面仍未能達(dá)到令人十分滿意的程度，從而也就缺少確鑿有力的市場(chǎng)占有說(shuō)服力。因此，開發(fā)新型高性能鑄鐵對(duì)于提高灰鑄鐵的使用性能和降低生產(chǎn)成本等方面具有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益；本發(fā)明采用難熔金屬Ta作為微量合金元素添加到灰鑄鐵中，研制成新型Fe-C-Si-Ta系鑄鐵，對(duì)于提高傳統(tǒng)灰鑄鐵的綜合力學(xué)性能具有重要意義.

發(fā)明內(nèi)容