專利名稱：：耐磨鑄鐵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于鑄鐵領(lǐng)域。特別適于制作在冶金等領(lǐng)域中，工作環(huán)境非常苛刻的耐磨損的零部件。
背景技術(shù)：
：隨著油漆、顏料、化妝品等行業(yè)的快速發(fā)展，研磨設(shè)備的使用越來(lái)越廣、越來(lái)越頻繁。而研磨設(shè)備和研磨效果的好壞，往往取決于所用缸套和磨片的質(zhì)量好壞。通常而言，硬度高則而耐磨性好，耐磨蝕性與否對(duì)設(shè)備的耐磨性能影響很大，目前常見的用于制作缸套和磨片的材料多為KmTBCr26，該種材料雖然也具有良好抗蝕性和抗高溫氧化性，也能適應(yīng)較大沖擊載荷的磨料磨損，其鑄狀的洛氏硬度一般也可達(dá)到55,但是在實(shí)際使用過(guò)程中特別是在研磨要求苛刻的工作環(huán)境下，其硬度、抗蝕性、抗高溫氧化性以及承受較大沖擊載荷的磨料磨損還是不夠，直接影響了缸套和磨片的使用壽命，不得不頻繁更換，實(shí)際上也加重了研磨加工成本。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是提供一種具有較高硬度、抗蝕性、抗高溫氧化性以及承受較大沖擊載荷的磨料磨損的鑄鐵材料。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明所釆用的技術(shù)方案是一種特耐磨鑄鐵，由以下成分的重量百分比組成C:2.8,Si:0.2L0，Mn:0.5~1.0,S《0.06,P《0.1，Cr:21~23，Ni:0~1.5,Mo:1.0~1.5,其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。釆用以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有常見的耐磨鑄鐵相比，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)是明顯提高了材料鑄態(tài)硬度和耐磨性能。通過(guò)對(duì)KmTBCr26以及德國(guó)G-X300CrMo27-1等材料的配比研究以及多次反復(fù)組合調(diào)整試驗(yàn)，本發(fā)明大膽調(diào)整配比，確定了最恰當(dāng)?shù)奶己坎⒋蚱瞥Ｒ?guī)增加鉬含量減少銅含量，使合金材料的金相組織得到明顯改善，通過(guò)調(diào)整配比，大大提高了材料的硬度和耐磨性能，同時(shí)又具有抗高溫氧化及耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。因此，經(jīng)濟(jì)效益前景廣闊。釆用本發(fā)明的配比生產(chǎn)的耐磨鑄鐵材料在制成磨片后，在同等工況條件下，其使用壽命是與用普通耐磨鑄鐵制成的磨片使用壽命的L52倍，是用KmTBCr26等耐磨鑄鐵材料制成磨片使用壽命的1.2~1.5倍。<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>本發(fā)明的具體原理是:碳(c)是碳化物形成元素，含碳量多少直接影響材料中碳化物的含量，而碳化物含量的多少又直接影響材質(zhì)的硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性。碳化物越多，越能提高耐磨性但脆性增加，在沖擊力大的場(chǎng)合使用，從材料的軔性考慮，應(yīng)控制碳含量。實(shí)踐證明，材料的硬度與含碳量并不是簡(jiǎn)單的比例關(guān)系，而是一曲線關(guān)系。對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)，碳含量對(duì)耐磨性和軔性都有影響的主要因素，含碳量增加則耐磨性提高，但抗沖擊韌性下降。因此，經(jīng)反復(fù)摸索試驗(yàn)，為了保證本發(fā)明的綜合性能符合要求，故而本發(fā)明將碳重量百分比嚴(yán)格控制在2.8。鉻(Cr)能顯著提高強(qiáng)度、硬度、耐磨性、抗氧化性、耐腐蝕性，鉻與碳有很強(qiáng)的親和力，當(dāng)Cr/C比大于4時(shí)，就形成M7C3型六方晶系的共晶碳化物，使力學(xué)性能得到顯著提高，鉻還能提高淬透性和回火穩(wěn)定性，使抗磨性提高，但鉻同時(shí)也有降低塑性和軔性的不足，也不宜過(guò)多，故本發(fā)明將鉻重量百分比由原先的21%~28%縮小為21%~23%。鉬(Mo)是顯著提高淬透性的元素，既可固溶于奧氏休，又可形成碳化物及復(fù)雜的多元碳化物。能細(xì)化碳化物和晶粒，可使組織細(xì)化均勻，提高淬透性，回火穩(wěn)定性和抗熱烈性，改善沖擊軔性，提高鑄鐵的耐磨損的綜合機(jī)械性能。當(dāng)材料中的鉬含量低于一定下限的話，在材料中就起不到應(yīng)有的作用，但如果超過(guò)上限也會(huì)使脆性碳化物增加，故而本發(fā)明將鉬重量百分比由原先的0~1調(diào)整為1.0-1.5。錳(Mn)是良好的脫氧劑和脫硫劑，可以改善合金材料的熱加工性能，但不能過(guò)多，故而本發(fā)明將錳重量百分比保持0.5-1不變。鎳(Ni)主要作用是提高耐蝕性，但多加不經(jīng)濟(jì)，微量即可起作用、硅(Si)是為了熔煉時(shí)用作脫氧而使用的，但過(guò)高的Si會(huì)引起脆性。銅(Cu)元素的加入會(huì)提高合金材料的強(qiáng)度和韌性，特別是大氣腐蝕性能，缺點(diǎn)是在熱加工時(shí)容易產(chǎn)生熱脆，降低合金材料的機(jī)械性能，所以本發(fā)明沒有加入銅元素。硫、磷P、S是隨爐料或熔化過(guò)程中混入的有害雜質(zhì)，應(yīng)該越低越好。本發(fā)明的工藝流程為1、退火退火的目的是消除內(nèi)應(yīng)力和使組織均勻，改善性能，以便進(jìn)行機(jī)械加工。本退火工藝的特點(diǎn)是鑄件在室溫條件下入爐，以920-960°C,保溫1-8小時(shí)均熱后，隨爐緩冷至700-75CTC,保溫4-10小時(shí)，再隨爐緩冷600'C以下出爐空冷。2、淬火淬火工藝的目的是使鑄件獲得足夠的硬度，以使其具有一定的抗磨性和沖擊軔性。本灃火工藝的特點(diǎn)是鑄件在室溫條件下入爐，以960-1060。C,保溫2-6小時(shí)后，出爐空冷。3、回火回火的目的是為了消除淬火過(guò)程中產(chǎn)生的淬火應(yīng)力，防止鑄件淬火后出現(xiàn)裂紋，因此將鑄件在室溫條件下入爐，以200-30(TC,保溫2-8小時(shí)后出爐空冷。具體實(shí)施例方式下面通過(guò)實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。實(shí)施例1:將各成份按下列比例配料C:2.8(重量百分比，下同),Si:0.2,Mn:0.5,S:0.01，P:0.01,Cr:21,Mo:1.0，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。經(jīng)冶煉、鑄造、退火、淬火、回火、冷卻入庫(kù)后經(jīng)檢測(cè)，村料處理后的洛氏硬度HRc為61。實(shí)施例2:將各成份按下列比例配料。2.8(重量百分比，下同)，Si:l，Mn:l，S:0.06,P:O.1，Cr:23，Ni:1.5,Mo:1.5,其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。經(jīng)冶煉、鑄造、退火、淬火、回火、冷卻入庫(kù)后經(jīng)檢測(cè)，村料處理后的洛氏硬度HRc為63。實(shí)施例3:將各成份按下列比例配料C:2.8(重量百分比，下同),Si:O.6,Mn:O.75,S:0.03,P:0.05,Cr:22,Ni:0.5，Mo:1.25,其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。經(jīng)冶煉、鑄造、退火、淬火、回火、冷卻入庫(kù)后經(jīng)檢測(cè)，村料處理后的洛氏硬度HRc為62。實(shí)施例4:將各成份按下列比例配料C:2.8(重量百分比，下同)，Si:l，Mn:l,S:0.06，P:0.1，Cr:23,Ni:1.5,Mo:1，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。經(jīng)冶煉、鑄造、退火、淬火、回火、冷卻入庫(kù)后經(jīng)檢測(cè)，村料處理后的洛氏硬度HRc為63。權(quán)利要求1、一種耐磨鑄鐵，由以下成分的重量百分比組成C2.8，Si0.2～1.0，Mn0.5～1.0，S≤0.06，P≤0.1，Cr21～23，Ni0～1.5，Mo1.0～1.5，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。全文摘要本發(fā)明公開了一種具有較高硬度、抗蝕性、抗高溫氧化性以及承受較大沖擊載荷的磨料磨損的鑄鐵材料，由以下成分的重量百分比組成C2.8，Si0.2～1.0，Mn0.5～1.0，S≤0.06，P≤0.1，Cr21～23，Ni0～1.5，Mo1.0～1.5，其余為Fe及不可避免的雜質(zhì)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提高了材料的硬度等綜合性能，有利于延長(zhǎng)其制成品的使用壽命。文檔編號(hào)C22C37/10GK101440454SQ20071019004公開日2009年5月27日申請(qǐng)日期2007年11月20日優(yōu)先權(quán)日2007年11月20日發(fā)明者李立新,蔡柏林申請(qǐng)人:蔡柏林