[其他]高磷抗磨球墨鑄鐵及其生產方法

無效

• 申請號: 85105656
• 申請日: 1985-07-20
• 公開（公告）號: CN85105656B
• 公開（公告）日: 1987-07-08
• 發明（設計）人: 羅朝洲
• 申請（專利權）人: 羅朝洲
• 主分類號: C22C37/04
• 分類號: C22C37/04;C22C33/08
• 代理公司: 云南省專利事務所
• 代理人: 李行健

本發明屬于鑄鐵材料技術領域。

耐磨鑄鐵可分減摩鑄鐵及抗磨鑄鐵兩大類。前 者用于制造在有潤滑劑的條件下工作的零件，如機床 導軌與拖板，發動機的缸套與活塞環等，它們要求工 作中磨損少、摩擦系數低。后者用于磨料磨損條件下 工作的零件，如球磨機磨球、拋丸機葉片、脫泥水力旋 流器、輸送污泥和砂子的管道等。

我國有許多天然高磷生鐵，因其含磷量高而限制 了應用。參考文獻《鑄鐵手冊》(機械工業出版社 1979年版)第553頁指出，利用這種低質生鐵的途徑 之一是生產高磷耐磨鑄鐵，即含磷量高于0.30％以 上的灰鑄鐵，這里指的實際上是減摩鑄鐵。 ??參考文獻掂《鑄鐵及其熔煉》(陸文華主編，機械 工業出版社1981年版)指出，在含磷減摩鑄鐵的基礎 上，為了進一步提高其耐磨性能及機械性能而發展出 了磷銅鈦減摩鑄鐵。加入銅的目的是因為銅能促使 形成并細化珠光體，從而提高鑄鐵的強度，硬度以及 耐磨性，加入少量鈦的目的是促使石墨細化，又由于 鈦可與碳、氮形成高硬度的化合物質點，因而可提高 鑄鐵的耐磨性。同時還指出，我國西南地區有著豐富 的釩鈦共生鐵礦資源。充分利用我國的資源特點，研 究釩鈦生鐵制造耐磨鑄鐵已取得了很好的效果，并開 始用于機床導軌。釩鈦鑄鐵中的釩、鈦兩元素與碳氮 有很大的親和力。形成特有的釩鈦碳氮化合物，這些 化合物具有很高的顯微硬度，可高達 HV960-1840，細小的硬質點彌散分布于基體組織 之中，使鑄鐵的減摩性能大大提高。該書還指出，可 在釩鈦鑄鐵的基礎上再進行合金化，以進一步改善各 種性能，如可將含磷量提高至0.3-0.4％獲得釩 鈦中磷鑄鐵；或在這個基礎上再加入 0.6-0.3％銅，成為磷銅釩鈦鑄鐵；也可在釩鈦鑄 鐵中加入一定量的球化元素以得到釩鈦蠕蟲狀石墨 鑄鐵等等，這些鑄鐵都具有較好的機械性能和很高的 耐磨性。

由于球狀石墨對基體的削弱作用遠遠小于片狀 石墨等原因，高磷球墨鑄鐵不但比高磷灰鑄鐵的強度 高，而且耐磨性也更好。參考文獻《球墨鑄鐵》 (K··瓦申科等著、吳振寰譯、中國工業出版社 1965年版)一書第173頁就指出，高磷球墨鑄鐵具有 良好的耐磨性，并且其強度和塑性也要比灰鑄鐵和變 質鑄鐵高得多。這些優良性能使得人們可以用高磷 球墨鑄鐵來制造在沉重的磨料磨損條件下工作的零 件。

冶金類鑄鐵軋輥及輥芯就有用磷含量為 0.25-0.45％的高磷球墨鑄鐵來制造的，其具體成 分見《鑄鐵手冊》(同前)第342頁。但人們在熔配這 種高磷球墨鑄鐵時，采用的是加入合金材料磷鐵，以 及鉬鐵和鉻鐵的方法，并沒有利用天然高磷生鐵，從 而生產成本較高。并且因是亞共晶球鐵，對生鐵和工 藝條件的要求也比較高。

《鑄鐵及其熔煉》一書(同前)還指出，對于球墨鑄 鐵的合金化，有銅球墨鑄鐵，加入銅量一般在 0.5-1.0％之間，國內尚有少數單位研制過釩鈦球 墨鑄鐵(V0.2-0.4％，Ti0.15-0.30％)，通過合 金化能強化基體組織，進一步發揮球墨鑄鐵的性能潛 力，以滿足對機械性能提高的要求。

對于球磨機的磨球、拋丸機葉片、脫泥水力旋流 器，輸送污泥和砂子的管道等零件，不僅受到嚴重的 磨料磨損，而且還承受較大的負荷。一般說來工件硬 度越高、則它的耐磨抗力越好。但假如組織較脆，硬 組織容易折斷或剝離時，則折斷的硬組織反而會成為 磨料，加劇磨損。所以在考慮提高抗磨鑄鐵硬度的同 時，必須要注意到材質的韌性，只有既有一定的韌性 又有相當高的硬度時，材質才可能是最抗磨的。此外 在硬度相同的情況下，由于細小的組織不易剝離，所 以常比粗大的組織具有較好的抗磨性。根據上述情 況，生產上往往采用白口鐵、合金白口鐵、高錳鋼、或 經滲碳處理的中碳鋼做磨球類抗磨材料。但它們當 中有的有生產成本高、有的有易脆裂等缺點。而七十 年代研制成功的抗磨材料中錳球鐵，也因生產工藝較 難掌握等原因而未能推廣應用。

我國云南祿豐的生鐵含磷量高，同時天然地含有 銅、釩、鈦等元素。由于磷高，長期以來只能作為低質 生鐵、在球鐵、灰鑄鐵的生產中人們都不愿使用，并又 因含銅高而不能用于煉鋼。

本發明的目的是充分利用資源條件，獲得低成本 高性能的抗磨材料，同時也為低質生鐵開辟新的應用 途徑。

高磷并天然含釩鈦等強碳化物形成元素、或還含 銅的生鐵。能夠熔煉出高磷球墨鑄鐵，而該球墨鑄鐵 可以成為一種新的抗磨材料。