專利名稱：一種耐磨球墨鑄鐵及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于球墨鑄鐵及其制備方法，特別屬于耐磨球墨鑄鐵及其制備方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)鑄鐵管件多用鐵素體球墨鑄鐵來生產(chǎn)，其生產(chǎn)是用球鐵生鐵或低含硫、磷量和生鐵配以少量廢鋼作為原材料來生產(chǎn)。鐵素體球墨鑄鐵機械性能為抗拉強度大于400Mpa，延伸率大于10%，但其硬度較低，一般情況下，鑄態(tài)的布氏硬度為160-210度，因此耐磨性能較差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第1個技術(shù)問題是提供一種耐磨的球墨鑄鐵。 本發(fā)明所要解決的第2個技術(shù)問題是上述球墨鑄鐵的制備方法。 本發(fā)明解決技術(shù)問題的技術(shù)方案為一種耐磨的球墨鑄鐵，使用專用的球化劑和
孕育劑改變磷在鑄鐵的形狀及分布，使球墨鑄鐵中較軟的基體組織均勻分布著磷共晶的
硬質(zhì)相，從而達到提高其耐磨性的目的，所述的鑄鐵含有以下重量百分比的化學(xué)元素C:
3. 5-3. 7% ;Si :2. 8-3. 3% ;Mn :《0. 5% ;S :< 0. 02% ;P :0. 15-0. 4% ;余量為鐵。 為了增強球墨鑄鐵的耐磨性，還可在球墨鑄鐵中加入重量百分含量為0. 2-0. 5的
鉻元素，以強化鐵素體。
本發(fā)明的制備方法為包括配料工序、熔煉工序、爐前處理工序 所述的爐前處理工序為將稱量好的球化劑倒入澆包中堤壩的一側(cè)，舂緊后將總
重量60-70%的孕育劑均勻地覆蓋在球化劑上，并均勻撒上珍珠巖，先沖入總重量70-80%
的鐵液，待球化反應(yīng)結(jié)束后，再沖入其余鐵液，剩入的孕育劑隨流沖入，完成球化、孕育處
理，爐前澆注三角試塊檢測球化及孕育的結(jié)果，合格后方可澆注，孕育劑的總重量占鐵液總
重量的1. 2-1. 5%。 所述的孕育劑為稀土、硅、鍶、鉍復(fù)合孕育劑，含有以下物質(zhì)及重量百分比稀土 5-10%，硅55-65%，鍶0. 5-1% ;鋇0. 2-0. 5%，余量為鐵。所述的球化劑含有以下物質(zhì)及重量百分比鎂4-5%，稀土 8-10%，硅45-55%，
余量為鐵。 所述的稀土為包頭稀土。 —般來說，P對鑄鐵來說是有害元素，通常鑄鐵中磷的含量小于0.5X。這是由于
當(dāng)在含磷量大于O. 5%時，由于磷的偏析，會產(chǎn)生不連續(xù)的三元磷共晶，使鑄鐵變脆。故在鑄
造生產(chǎn)中，一般都將磷作為有限害元素加以限制，特別是在鐵素體球墨鑄鐵中，對磷的含量
控制更加嚴(yán)格，優(yōu)質(zhì)的球鐵生鐵一般都會將磷的含量控制在O. 05%以下。 眾所周知，磷在的鑄鐵中危害主要表現(xiàn)在磷會在晶界處形成分布不均尺寸較大的
的三元磷共晶，破壞晶界，從而使鑄鐵變脆，二元磷共晶雖然硬度也較高，但只要其能均勻
分布在鐵素體中，就會在較軟的鐵素體基體中生成硬質(zhì)相，增加其耐磨性能。二元磷共晶是
3a-Fe與Fe3P的共晶混合物，而三元磷共晶是由a-Fe+Fe3P+Fe3C組成，由二元磷共晶與三元 磷共晶的結(jié)構(gòu)可以看出，三元磷共晶含有Fe3C，而混合稀土對磷共晶中的Fe3C可以起到較 好的變質(zhì)作用，本發(fā)明就利用球化劑及孕育劑中稀土元素來改變磷共晶的形態(tài)、分布、大小 而獲得均勻、連續(xù)分布、硬度高且不降低鑄鐵的延伸率的二元磷共晶組織，以達到耐磨的目 的。 為了使球墨鑄鐵具有較強的石墨化能力，鑄鐵的碳硅當(dāng)量要選擇上限；嚴(yán)格控制 鑄鐵中合金元素的含量，錳的含量不能大于0.5% ; 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用稀土元素來獲得均勻、連續(xù)分布、硬度高且不降低鑄 鐵的延伸率的二元磷共晶組織的球墨鑄鐵，所述的球墨鑄鐵特別適用于輸送固態(tài)粉粒狀物 質(zhì)。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作詳細的說明。 實施例所用的生鐵重量百分成分為C 3. 5， Si :0.85-1. 25， Mn :< 0. 5， P :
0. 15-0. 4， S :0. 05。
實施例1 : 耐磨球墨鑄鐵的制備方法 1、配料工序 分別稱取占總重量60%生鐵、10%的35號廢鋼，30%的回爐球鐵。
2、熔煉工序 采用工頻電爐熔煉，按配料單將配好的原材料按順序放入爐內(nèi)熔化1500-1550°C 出爐，進行爐前處理；
3、爐前處理工序 所述的爐前處理工序為將稱量好的球化劑倒入澆包中堤壩的一側(cè)，舂緊后將總 重量60 %的孕育劑均勻地覆蓋在球化劑上，并均勻撒上珍珠巖，先沖入總重量70 %的鐵 液，待球化反應(yīng)結(jié)束后，再沖入其余鐵液，剩入的孕育劑隨流沖入，完成球化、孕育處理，爐 前澆注三角試塊檢測球化及孕育的結(jié)果，合格后方可澆注，孕育劑的總重量占鐵液總重量 的1. 2%。 所述的孕育劑為硅、鍶、鉍復(fù)合孕育劑，含有以下物質(zhì)及重量百分比稀土 5%， 硅55% ，鍶0. 5% ;鋇0. 2%，余量為鐵。 所述的球化劑含有以下物質(zhì)及重量百分比鎂量4% ，稀土 8 % ，硅55 % ，余量為鐵。 球墨鑄鐵的重量百分成份為:C :3. 5， Si :2. 5， Mn :< 0. 5， P :0. 15， S :< 0. 02。
實施例2 : 耐磨球墨鑄鐵的制備方法 除3、爐前處理工序 所述的爐前處理工序為將稱量好的球化劑倒入澆包中堤壩的一側(cè)，舂緊后將總 重量65 %的孕育劑均勻地覆蓋在球化劑上，并均勻撒上珍珠巖，先沖入總重量75 %的鐵 液，待球化反應(yīng)結(jié)束后，再沖入其余鐵液，剩入的孕育劑隨流沖入，完成球化、孕育處理，爐前澆注三角試塊檢測球化及孕育的結(jié)果，合格后方可澆注，孕育劑的總重量占鐵液總重量 的l眉。 所述的孕育劑為硅、鍶、鉍復(fù)合孕育劑，含有以下物質(zhì)及重量百分比稀土 5%， 硅65% ，鍶0.5% ;鋇0. 4%，余量為鐵。 所述的球化劑含有以下物質(zhì)及重量百分比鎂量4. 5%，稀土9%，硅為45%，余量 為鐵，外，其余與實施例l相同。
球墨鑄鐵的重量百分成份為C :3. 6， Si :2. 6， Mn :< 0. 5， P :0. 3， S :< 0. 02 實施例3 : 除3、爐前處理工序 所述的爐前處理工序為將稱量好的球化劑倒入澆包中堤壩的一側(cè)，舂緊后將總 重量70 %的孕育劑均勻地覆蓋在球化劑上，并均勻撒上珍珠巖，先沖入總重量80 %的鐵 液，待球化反應(yīng)結(jié)束后，再沖入其余鐵液，剩入的孕育劑隨流沖入，完成球化、孕育處理，爐 前澆注三角試塊檢測球化及孕育的結(jié)果，合格后方可澆注，孕育劑的總重量占鐵液總重量 的1. 5%。 所述的孕育劑為硅、鍶、鉍復(fù)合孕育劑，含有以下物質(zhì)及重量百分比稀土 10%， 硅55% ，鍶0.8% ;鋇0. 5%，余量為鐵。 所述的球化劑含有以下物質(zhì)及重量百分比鎂量5%，稀土 10%，硅量為50% ，余 量為鐵，外，其余與實施例1相同。 球墨鑄鐵的化學(xué)重量成份為C :3. 7， Si :2. 8， Mn :< 0. 5， P :0. 4， S :< 0. 02。 實施例1-3的球墨鑄鐵的性能及金相組織如下抗拉強度500-580Mpa ;延伸率
8-12% ;硬度180-220HBC ;球化等級1-2級；石墨大小6_7級；石墨球數(shù)量100球/咖2
以上，磷的存在不僅對石墨球沒有負面影響，而且石墨球的圓整度得到了改善，不僅在性能
上超過QT500-7要求，而且在金相組織上也優(yōu)于通常的球墨鑄鐵，耐磨性能得到了大大的 改善，所制造的用于輸送固態(tài)粉粒狀物質(zhì)的管道使用壽命達到了 2-3年。
權(quán)利要求
一種耐磨的球墨鑄鐵，其特征在于所述的鑄鐵含有以下重量百分比的化學(xué)元素C3.5-3.7％；Si2.8-3.3％；Mn≤0.5％；S＜0.02％；P0.15-0.4％；余量為鐵。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐磨的球墨鑄鐵，其特征在于在球墨鑄鐵中加入重量百分含量為0. 2-0. 5%的鉻元素。
3. 權(quán)利要求1所述的一種耐磨的球墨鑄鐵的制備方法，包括配料工序、熔煉工序、爐前處理工序，其特征在于所述的爐前處理工序為將稱量好的球化劑倒入澆包中堤壩的一側(cè)，舂緊后將總重量60-70 %的孕育劑均勻地覆蓋在球化劑上，并均勻撒上珍珠巖，先沖入總重量70-80 %的鐵液，待球化反應(yīng)結(jié)束后，再沖入其余鐵液，剩入的孕育劑隨流沖入，完成球化、孕育處理，爐前澆注三角試塊檢測球化及孕育的結(jié)果，合格后方可澆注，孕育劑的總重量占鐵液總重量的1. 2-1. 5%。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐磨的球墨鑄鐵的制備方法，其特征在于所述的孕育劑為稀土、硅、鍶、鉍復(fù)合孕育劑，含有以下物質(zhì)及重量百分比稀土 5-10%，硅55-65%，鍶0. 5-1% ;鋇0. 2-0. 5%，余量為鐵。
5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐磨的球墨鑄鐵的制備方法，其特征在于所述的球化劑含有以下物質(zhì)及重量百分比鎂4-5%，稀土 8-10%，硅45-55%，余量為鐵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種耐磨球墨鑄鐵及其制備方法，所述的鑄鐵含有以下重量百分比的化學(xué)元素C3.5-3.7％；Si2.8-3.3％；Mn≤0.5％；S＜0.02％；P0.15-0.4％；余量為鐵。其制備方法包括配料工序、熔煉工序、爐前處理工序。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，利用稀土元素來獲得均勻、連續(xù)分布、硬度高且不降低鑄鐵的延伸率的二元磷共晶組織的球墨鑄鐵，所述的球墨鑄鐵特別適用于輸送固態(tài)粉粒狀物質(zhì)。
文檔編號C22C33/10GK101698921SQ200910144848
公開日2010年4月28日 申請日期2009年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月7日
發(fā)明者孫述全, 季亮, 高峰 申請人:蕪湖市金貿(mào)流體科技股份有限公司