[發(fā)明專利]一種具有復(fù)合層的球墨鑄鐵制件的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810765251.7
• 申請(qǐng)日: 2018-07-12
• 公開（公告）號(hào): CN108796356B
• 公開（公告）日: 2020-01-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 葉展亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佛山市高明康得球鐵有限公司
• 主分類號(hào): C22C37/10
• 分類號(hào): C22C37/10;C22C37/04;C22C33/10;C23C4/02;C23C4/129;C23C4/11;C23C4/18
• 代理公司: 44102 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 鄧義華;王瑋

本發(fā)明公開了一種具有復(fù)合層的球墨鑄鐵制件的制備方法，步驟如下：步驟一，設(shè)計(jì)球墨鑄鐵的化學(xué)成分；步驟二，將得到的球墨鑄鐵制件表面進(jìn)行清洗和打磨，去除表面殘留污垢；步驟三，在球墨鑄鐵制件在4wt%苦味酸乙醇溶液中浸蝕15?30s，然后取出清洗干凈表面、烘干；步驟四，設(shè)計(jì)氧化物混合原料的成分，利用超音速火焰噴涂將上述氧化物混合原料噴涂至球墨鑄鐵制件表面，保溫0.5?1h后，整體在950?980℃燒結(jié)2?4h，得到所需復(fù)合材料。本發(fā)明中通過改進(jìn)氧化物保護(hù)層原料的組成和球墨鑄鐵本身的化學(xué)組成、在球墨鑄鐵制件表面侵蝕形成均勻磨面，從而使兩者能夠形成緊密結(jié)合的復(fù)合材料，提升了球墨鑄鐵表面防護(hù)的等級(jí)，從而大幅提升了球墨鑄鐵的使用壽命。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于金屬復(fù)合材料領(lǐng)域，具體涉及一種具有復(fù)合層的球墨鑄鐵制件的制備方法。

背景技術(shù)

鑄鐵是一種鐵碳合金，其特征為含碳量高，碳元素的質(zhì)量百分含量大于2%，還含有較多的硅、錳、磷、硫等雜質(zhì)元素。碳在鑄鐵中大部分以碳化物或者游離態(tài)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(jié)合力較強(qiáng)，但是兩基面之間的面間距是0.340nm，結(jié)合力弱，因此石墨的基面很容易滑動(dòng)，其強(qiáng)度、硬度、塑性和韌性極低，常以片狀形態(tài)存在。球墨鑄鐵中的石墨是球狀的，強(qiáng)度和韌性高于灰鑄鐵等其他鑄鐵，同時(shí)具有優(yōu)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(duì)低廉的價(jià)格，因此在工業(yè)中獲得了廣泛的應(yīng)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(yè)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(yōu)異的人性和延性。球墨鑄鐵的多樣性使其適合更多的應(yīng)用，被認(rèn)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(qiáng)度不連續(xù)，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。

盡管球墨鑄鐵材料具有相應(yīng)的優(yōu)缺點(diǎn)，但是由于其優(yōu)點(diǎn)突出——具有鐵的本質(zhì)、鋼的性能、防腐性能優(yōu)異、延展性能好，在工業(yè)領(lǐng)域仍舊得到了非常廣泛的應(yīng)用，尤其在管道運(yùn)輸領(lǐng)域，是優(yōu)于塑料管道的金屬材料的首選，從安裝便利性和維護(hù)造價(jià)來看，具有優(yōu)越的性價(jià)比。但是球墨鑄鐵材料也具有鐵質(zhì)材料的共性缺點(diǎn)——隨著使用壽命的推移表面會(huì)逐漸被腐蝕。目前，針對(duì)球墨鑄鐵管道材料的防腐采用較多的是利用水泥砂漿涂層進(jìn)行防腐或者高分子防護(hù)涂層進(jìn)行防腐。現(xiàn)有技術(shù)中的防護(hù)方法盡管應(yīng)用較多，但是仍舊存在防護(hù)層與球墨鑄鐵件之間結(jié)合力的問題，以及防護(hù)層隨著使用時(shí)間的推移防護(hù)能力斷層下降的問題，迄今為止并沒有有效的方法對(duì)上述問題進(jìn)行解決。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決所述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種利用氧化物保護(hù)層對(duì)球墨鑄鐵制件表面進(jìn)行保護(hù)的方法，提供了一種具有復(fù)合層的球墨鑄鐵之間的制備方法。

本發(fā)明所要達(dá)到的技術(shù)效果通過以下方案實(shí)現(xiàn)：

本發(fā)明中提供的一種具有復(fù)合層的球墨鑄鐵制件的制備方法，包括如下步驟：

步驟一，設(shè)計(jì)球墨鑄鐵的化學(xué)成分及質(zhì)量百分比為：C3.85-3.92%、Si1.5-1.7%、Mo0.55-0.60%、P≤0.02%、S≤0.02%、Cr≤0.02%、B0.015-0.023%、Mn0.3-0.5%、Cu0.7-0.9%、Sn0.02-0.03%、Ni1.0-1.15%、V0.03-0.045%，余量為鐵以及不能避免的雜質(zhì)；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、鉻鐵、錳鐵、釩鐵；將球墨鑄鐵的原料混合后利用感應(yīng)爐熔煉，制成球墨鑄鐵制件；

步驟二，將得到的球墨鑄鐵制件表面進(jìn)行清洗和打磨，去除表面殘留污垢；

步驟三，在球墨鑄鐵制件在4wt%苦味酸乙醇溶液中浸蝕15-30s，然后取出清洗干凈表面 、烘干；