[發(fā)明專利]一種Si固溶增強鑄鐵及其制造與熱處理方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910431577.0
• 申請日: 2019-05-22
• 公開（公告）號: CN110029285A
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設計）人: 羅豐華;周浩鈞;李益民;王翔;余偉麗;盧靜
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學
• 主分類號: C22C38/32
• 分類號: C22C38/32;C22C38/02;C22C38/26;C22C38/24;C22C38/04;C22C33/06;C21D1/18
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1.一種Si固溶增強鑄鐵，其特征在于：合金中各元素的質(zhì)量百分含量為Cr：9.0~13.0，B：2.6~2.9，C：0.7~0.9，Nb：0.4~0.8，V：0.4~0.8，Mn小于0.3，Si：0.6～1.5%，S、P：≤0.01，余量為Fe，其中C、B總質(zhì)量百分含量為：3.3~3.6；C/Cr含量比：0.06~0.08；Nb、V的總質(zhì)量百分含量為：0.5~1.0。

2.如權(quán)利要求1所述的Si固溶增強鑄鐵的制備與熱處理方法，其特征在于包括以下具體過程：

(1) 熔煉與澆鑄工藝

首先將鉻鐵、金屬鉻、硼鐵、鈮鐵、釩鐵和純鐵熔化，熔化溫度1520～1620℃，使得純鐵和金屬鉻充分熔化；然后降低電爐功率，將熔體溫度降至1300～1350℃后，用配料總量0.1～0.15%的純鋁脫氧；繼續(xù)保溫約5～10分鐘，待熔體溫度為1280～1320℃時，加入稱量好的硅鐵；待完全熔化后，迅速澆鑄合金，澆鑄溫度范圍為1250～1300℃；

(2) 鑄造后快冷或緩冷和熱處理

對于小型和形狀簡單鑄件，鑄造后采取快冷，獲得具有高硬度的非平衡組織，后續(xù)不采取熱處理，其工藝為：

從凝固溫度到600℃之間的冷卻速度不低于60℃/分鐘，并在600~800℃之間解除模具的約束，通過水冷、鐵模、模具中放置冷鐵實現(xiàn)快速冷卻；

后續(xù)采用低于600℃的去應力退火工藝，以及必要的形狀、尺寸精度和光潔度需要的機加工處理；

對于大型和形狀復雜鑄件，鑄造后需要采取緩冷和熱處理，其工藝為：

采用普通砂型模鑄造、熔模鑄造、消失模鑄造、陶瓷型鑄造或離心鑄造慢冷卻的鑄造方式鑄造，鑄造完后隨模具冷卻，開模溫度要低于200℃，隨后自然冷卻，以避免發(fā)生熱應力開裂；

熱處理時需要重新加熱，將鑄件放入到箱式爐加熱，隨爐升溫，升溫速率按照加熱爐規(guī)程，加熱升溫速度不超過10℃/min，，加熱溫度為950～1060℃，保溫時間為1～4h；

保溫結(jié)束后，快速將鑄件入5～15%的鹽水或堿水淬火冷卻，冷卻過程中應不斷攪拌，淬火冷卻時間≥30min；

然后在200～250℃回火處理2～4 h,自然冷卻。

3.如權(quán)利要求2所述的Si固溶增強鑄鐵的制備與熱處理方法，其特征在于：所述的鑄造完后隨模具冷卻，從凝固溫度到600℃之間鑄件表面冷卻速度低于3℃/分鐘。