[發明專利]一種高耐磨球墨鑄鐵制件的制備方法

有效

• 申請號: 201810763747.0
• 申請日: 2018-07-12
• 公開（公告）號: CN108950364B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發明（設計）人: 葉展亮
• 申請（專利權）人: 佛山市高明康得球鐵有限公司
• 主分類號: C22C37/04
• 分類號: C22C37/04;C22C37/10;C22C37/08;C22C33/10;C21D5/00
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標代理有限公司
• 代理人: 鄧義華;王瑋

本發明公開了一種高耐磨球墨鑄鐵制件的制備方法，包括如下步驟：步驟一，設計球墨鑄鐵的化學成分；步驟二，將原材料利用中頻感應爐熔煉；步驟三，一次孕育，然后出爐進行澆注制成球墨鑄鐵制件；步驟四，將得到的球墨鑄鐵制件冷卻后再重復加熱至980?1000℃，保溫，然后降溫至880?890℃，保溫，然后降溫至750?760℃，保溫，然后將球墨鑄鐵制件置于冷卻介質中以10?15K/s的冷卻速度冷卻至500℃后在大氣環境中自然冷卻至室溫。本發明中的球墨鑄鐵制件的鑄態組織為珠光體和鐵素體為主，制件表面還包含少量針狀馬氏體，球墨鑄鐵制件表面耐磨性比普通球墨鑄鐵制件提升10%以上，球墨鑄鐵制件表面粗糙度低，其制備方法具有近終鑄造的特點，產出的制件無需進行多項加工即可出貨。

技術領域

本發明屬于合金材料領域，具體屬于球墨鑄鐵材料領域，具體涉及一種高耐磨球墨鑄鐵制件的制備方法。

背景技術

鑄鐵是一種鐵碳合金，其特征為含碳量高，碳元素的質量百分含量大于2%，還含有較多的硅、錳、磷、硫等雜質元素。攤在鑄鐵中大部分以碳化物或者游離態的石墨存在，還有極少量固溶于鐵素體。鑄鐵中的石墨晶格類型為簡單六方晶格，其基面中的原子間距為0.142nm，結合力較強，但是兩基面之間的面間距是0.340nm，結合力弱，因此石墨的基面很容易滑動，其強度、硬度、塑性和任性極地，常以片狀形態存在。球墨鑄鐵中的石墨是球狀的，強度和韌性高于灰鑄鐵等其他鑄鐵，同時具有優異的鑄造性、高的阻尼性、好的切削加工性，并且與性能相近的鋼鐵相比，具有相對低廉的價格，因此在工業中獲得了廣泛的應用，如曲軸、凸輪軸、熱軋輥等耐磨件往往采用球墨鑄鐵制造，在制造業中的用量位居所有金屬材料的第二位。

球墨鑄鐵也叫延性鑄鐵，其中的石墨扮演止裂器的的角色，使其具有優異的人性和延性。球墨鑄鐵的多樣性使其適合更多的應用，被認為是鋼的替代品，但是由于球狀石墨鑲嵌在鐵基體中，使得鐵基體的強度不連續，而且在沖擊載荷下球狀石墨為裂紋源，容易造成基體的開裂。由于石墨是一種軟基相，用于鑄鐵制造的零部件往往耐磨性較差，石墨相的存在使應力容易集中產生集屑瘤，鑄鐵表面的石墨相裸露在空氣、潤滑油等介質中，會產生碳化腐蝕，因此為了提升球墨鑄鐵表面的強韌性和耐磨性，表面的石墨相必須去除，但是在現有技術中，一旦對球墨鑄鐵進行相變硬化處理，進行改變其組織形態，使其變成細針狀的馬氏體，而不能改變石墨的形態，對石墨鑄鐵宏觀的硬度以及耐磨性的提升尚顯不足。

發明內容

為了解決所述現有技術的不足，本發明提供了一種高耐磨性的球墨鑄鐵制件的制備方法。本發明所要達到的技術效果通過以下方案實現：

本發明中提供的一種高耐磨球墨鑄鐵制件的制備方法，包括如下步驟：

步驟一，設計球墨鑄鐵的化學成分及質量百分比為：C3.7-3.85%、Si1.6-1.9%、Mn0.55-0.60%、P≤0.07%、S≤0.02%、Cr≤0.06%、B0.005-0.008%、Mo0.3-0.5%、Cu0.3-0.6%、Zr0.02-0.03%、Hf0.02-0.03%、W1-2%、Ni1.0-1.15%、V0.03-0.045%，余量為鐵以及不能避免的雜質；所述球墨鑄鐵的原材料主要采用生鐵和廢鋼，其余的采用鉬鐵、紫銅、錳鐵、釩鐵；球化劑采用FeSiMg8Re7，加入量為原材料總質量的1.0-1.3%；

步驟二，將原材料利用中頻感應爐熔煉，在1475-1500℃條件下將原材料熔煉成熔液；采用沖入法處理，將澆包烘干后，把球化劑放入澆包內，表面覆蓋硅鐵合金，當原材料熔液溫度超過1475℃后立即沖入70-80%的熔液至澆包內，至球化反應完成后再沖入剩余的原材料熔液；

步驟三，待步驟二完成后，加入占原材料質量0.55-0.60%的孕育劑進行一次孕育，在1450-1480℃條件下出爐進行澆注，澆注溫度為1380-1400℃，制成球墨鑄鐵制件；