專利名稱：高強度耐高溫耐腐蝕鑄鐵及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特種鑄鐵，特別涉及一種高強度耐高溫耐腐蝕鑄鐵；本發(fā)明還涉及該鑄鐵的制造方法。
背景技術(shù)：
目前，特種鑄鐵的應(yīng)用越來越廣泛，所述特種鑄鐵包含高強度、耐高溫、耐腐蝕鑄鐵等多種鑄鐵。但是，傳統(tǒng)的特種鑄鐵性能單一，不能同時滿足鑄鐵對高強度、耐高溫以及耐腐蝕的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種有很高的耐高溫耐腐蝕性能，且具有高強度的高強度耐高溫耐腐蝕鑄鐵；本發(fā)明進一步要解決的技術(shù)問題在于提供該鑄鐵的制造方法。為了達到上述目的，本發(fā)明的高強度耐高溫耐腐蝕鑄鐵采用的技術(shù)方案為 高強度耐高溫耐腐蝕鑄鐵，其特征在于按重量百分比由如下組分組成c :2. 7-2. 9%、
Si 1. 5-1. 8%、Mn 0. 6-0. 8%、Al 4. 0-6. 0%、Cu 1. 5-1. 8%、Mo 0. 4-0. 5%、Cr 1. 0-2. 0%，余量為1 ；其中P的含量< 0. 05%, S的含量< 0. 05%。采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的高強度耐高溫耐腐蝕鑄鐵相對于現(xiàn)有技術(shù)達到了如下有益效果
使鋁的含量達到4. 0-6. 0%左右、Mo的含量達到0. 4-0. 5%，可以提高鑄鐵的耐腐蝕性； 加入1. 0-2. 0%的鉻元素，并且使鋁含量在4-6%，可以使鑄鐵的耐高溫性能能大幅度提高； 在鑄鐵中加入1. 5-1. 8%銅元素可降低鑄鐵的硬度，提高強度和韌性，改善切屑加工性能， 同時也能提高鑄件的耐腐蝕性能；P和S作為鑄鐵中的有害元素，需要將含量限制在0. 05% 以下。同時所有加入的合金元素都能大幅度提高鑄鐵的強度。為了制備上述鑄鐵，本發(fā)明的制造方法采用的技術(shù)方案包含如下工序
A.原料配置工序按重量份數(shù)配置爐料，爐料包含35-45份Z14#生鐵、30-40份HT250 回爐料、20-30份廢鋼、3. 0-3. 5份鉻鐵合金、0. 7-0. 8份鉬鐵合金、1. 5-1. 8份純銅、6_8份鋁錠；還按重量份數(shù)配置0. 5-0. 7份孕育劑；
B.熔煉、冶煉工序熔化爐料，爐料全部熔化之后，調(diào)整元素成分，然后升溫至 1450-1480°C出爐；
C.孕育工序鐵液出爐后，加入孕育劑，并在鐵液表面均勻撒上珍珠巖靜置2-3分鐘；
D.澆注工序孕育之后進行鑄件的澆注。由于鋁錠的熔點很低，燒損較大，因此為了減少鋁錠的燒損，作為上述制造方法的一種優(yōu)選，在工序B熔化爐料時，先熔化鋁錠以外的其他爐料，待其他爐料全部熔化之后加入鋁錠熔化。由于高強度耐高溫耐腐蝕鑄鐵導熱性差，收縮率大，制成鑄件時易產(chǎn)生開裂，因而為了克服這些缺陷，作為上述制造方法的另一種優(yōu)選，在工序D之后，還有
E.退火工序使?jié)沧⒌蔫T件溫度降至700°C-750°C之間，隨后將鑄件從砂型中取出，放入預(yù)熱至750°C的熱處理爐內(nèi)，重新加熱至850°C -900°C保溫2_4小時，然后以35°C /h的
速率冷卻至室溫出爐。作為對該制造方法的一種改進，所述方法采用的熔爐是中頻感應(yīng)電爐。中頻感應(yīng)電爐具有熔化效率高，節(jié)電效果好，金屬成份均勻，升溫快，溫度容易控制等優(yōu)點，同時使用中頻感應(yīng)電爐時，爐料燒損少，可以進一步減少鋁錠的燒損。為了提高熔化效率，根據(jù)電爐爐膛的爐溫分布特點，提出上述改進的技術(shù)方案的一種優(yōu)選，在工序B熔化爐料時，先在電爐的爐底鋪上一層Z14#生鐵，以鋪滿爐底為準，然后以40%功率開爐，5-10分鐘之后將電爐功率提升至90%以上，在爐料熔化過程中不斷添加剩余的Z14#生鐵，以及HT250回爐料、廢鋼、純銅、鉬鐵合金以及鉻鐵合金，待上述爐料全部熔化后加入鋁錠熔化。采用該優(yōu)選的技術(shù)方案，可以提高鑄鐵的生產(chǎn)效率。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步的說明，如無特殊說明，下述實施例中所有份數(shù)與百分數(shù)均按重量計算。首先對下述實施例中使用的原料的組分及含量進行說明，但下述原料的組分及含量并不造成對本發(fā)明的限制
Z14# 生鐵=C 4. 19%, Si :1. 46%, Mn :0. 76%, P :0. 04%, S :0. 036%。HT250 回爐料:C :3. 2%, Si :1. 8%, Mn :0. 96%, P :0. 06%, S :0. 058%。廢鋼:C:0. 15%, Si :0. 35%, Mn :0. 05%, P :0. 05%, S :0. 05%。75#硅鐵=Si 75%，余量為 Fe。鉻鐵合金Cr :50%，余量為佝。鉬鐵合金Mo :60%，余量為Fe。在下述實施例中，使用75#硅鐵作為孕育劑。在下述實施例中，使用中頻感應(yīng)電爐作為熔煉的熔爐。實施例1
A.按重量份數(shù)配置爐料，爐料包含35份Z14#生鐵、30份HT250回爐料、20份廢鋼、 3. 0份鉻鐵合金、0. 7份鉬鐵合金、1. 5份純銅、6份鋁錠；還按重量份數(shù)配置0. 5份孕育劑；
B.熔煉、冶煉工序
先在電爐的爐底鋪上一層Z14#生鐵，以鋪滿爐底為準，然后以40%功率開爐，5分鐘之后將電爐功率提升至90%，在爐料熔化過程中不斷添加剩余的Z14#生鐵，以及HT250回爐料、廢鋼、純銅、鉬鐵合金以及鉻鐵合金，待上述爐料全部熔化后加入鋁錠熔化。爐料全部熔化之后，調(diào)整元素成分，然后升溫至1450°C出爐；
C.孕育工序鐵液出爐后，加入孕育劑，并在鐵液表面均勻撒上1%的珍珠巖靜置2分
鐘；
D.澆注工序孕育之后進行鑄件的澆注。本實施例制得的鑄鐵按重量百分比由如下組分組成C 2. 7%、Si 1. 5%、Mn :0. 6%、Al 4. 0%、Cu 1. 5%、Mo :0. 4%、Cr :1. 0%，余量為！^e ；其中 P 的含量為 0. 03%, S 的含量為 0. 03%。實施例2
A.按重量份數(shù)配置爐料，爐料包含爐料包含40份Z14#生鐵、35份HT250回爐料、 25份廢鋼、3. 2份鉻鐵合金、0. 77份鉬鐵合金、1. 65份純銅、7. 1份鋁錠；還按重量份數(shù)配置 0. 6份孕育劑；
B.熔煉、冶煉工序
先在電爐的爐底鋪上一層Z14#生鐵，以鋪滿爐底為準，然后以40%功率開爐，5分鐘之后將電爐功率提升至90%，在爐料熔化過程中不斷添加剩余的Z14#生鐵，以及HT250回爐料、廢鋼、純銅、鉬鐵合金以及鉻鐵合金，待上述爐料全部熔化后加入鋁錠熔化。爐料全部熔化之后，調(diào)整元素成分，然后升溫至1470°C出爐；
C.孕育工序鐵液出爐后，加入孕育劑，并在鐵液表面均勻撒上1%的珍珠巖靜置1.5 分鐘；
D.澆注工序孕育之后進行鑄件的澆注。本實施例制得的鑄鐵按重量百分比由如下組分組成C 2. 8%、Si 1. 7%、Mn :0. 7%、 Al 5. 0%、Cu 1. 6%、Mo :0. 45%、Cr :1. 5%,余量為 Fe ；其中 P 的含量為 0. 04%, S 的含量為 0. 04%ο實施例3
A.按重量份數(shù)配置爐料，爐料包含45份Z14#生鐵、40份HT250回爐料、30份廢鋼、 3. 5份鉻鐵合金、0. 8份鉬鐵合金、1. 8份純銅、8份鋁錠；還按重量份數(shù)配置0. 7份孕育劑；
B.熔煉、冶煉工序
先在電爐的爐底鋪上一層Z14#生鐵，以鋪滿爐底為準，然后以40%功率開爐，10分鐘之后將電爐功率提升至90%，在爐料熔化過程中不斷添加剩余的Z14#生鐵，以及HT250回爐料、廢鋼、純銅、鉬鐵合金以及鉻鐵合金，待上述爐料全部熔化后加入鋁錠熔化。爐料全部熔化之后，調(diào)整元素成分，然后升溫至1480°C出爐；
C.孕育工序鐵液出爐后，加入孕育劑，并在鐵液表面均勻撒上21的珍珠巖靜置3分
鐘；
D.澆注工序孕育之后進行鑄件的澆注。本實施例制得的鑄鐵按重量百分比由如下組分組成C 2. 9%、Si 1. 8%、Mn :0. 8%、 Al 6. 0%、Cu 1. 8%、Mo :0. 5%、Cr :2. 0%，余量為！^e ；其中 P 的含量為 0. 05%, S 的含量為 0. 05%。對實施例1-3制得的鑄鐵按照GB/T 9439-1988標準、GB/T 9437-2009標準、以及 GB/T 8491-1987標準進行檢測，其各種技術(shù)指標如下
實施例1 抗拉強度399MPa、硬度237HBV、耐熱實驗數(shù)據(jù)85(Tl000°C、最小撓度 0.66fmm ；
實施例2 抗拉強度389MPa、硬度2^HBV、耐熱實驗數(shù)據(jù)85(Tl000°C、最小撓度 0.68fmm ；
實施例3 抗拉強度385MPa、硬度219HBV、耐熱實驗數(shù)據(jù)85(Tl000°C、最小撓度 0.69fmm0
由于高強度耐高溫耐腐蝕鑄鐵導熱性差，收縮率大，制成鑄件時易產(chǎn)生開裂，因而為了克服這些缺陷，還要進行消除內(nèi)應(yīng)力的退火。實施例4
重復實施例1，在工序D之后還有
E.退火工序使?jié)沧⒌蔫T件溫度降至700°C，隨后將鑄件從砂型中取出，放入預(yù)熱至 750°C的熱處理爐內(nèi)，重新加熱至900°C保溫2小時，然后以35°C /h的速率冷卻至室溫出爐。實施例5:
重復實施例2，在工序D之后還有
E.退火工序使?jié)沧⒌蔫T件溫度降至730°C，隨后將鑄件從砂型中取出，放入預(yù)熱至 750°C的熱處理爐內(nèi)，重新加熱至880°C保溫3小時，然后以35°C /h的速率冷卻至室溫出爐。實施例6
重復實施例3，在工序D之后還有
E.退火工序使?jié)沧⒌蔫T件溫度降至750°C，隨后將鑄件從砂型中取出，放入預(yù)熱至 750°C的熱處理爐內(nèi)，重新加熱至850°C保溫4小時，然后以35°C /h的速率冷卻至室溫出爐。經(jīng)過退火工序的鑄鐵的開裂率明顯降低。表1給出了未經(jīng)過退火工序的實施例1-3的鑄鐵以及經(jīng)過退火工序的實施例4-6 的鑄鐵的開裂率
表權(quán)利要求
1.高強度耐高溫耐腐蝕鑄鐵，其特征在于按重量百分比由如下組分組成C: 2. 7-2. 9%、Si 1. 5-1. 8%、Mn :0. 6-0. 8%、Al :4. 0-6. 0%、Cu :1. 5-1. 8%、Mo :0. 4-0. 5%、Cr 1. 0-2. 0%，余量為Fe ；其中P的含量彡0. 05%, S的含量彡0. 05%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高強度耐高溫耐腐蝕鑄鐵的制造方法，其特征在于包含如下工序A.原料配置工序按重量份數(shù)配置爐料，爐料包含35-45份Z14#生鐵、30-40份HT250 回爐料、20-30份廢鋼、3. 0-3. 5份鉻鐵合金、0. 7-0. 8份鉬鐵合金、1. 5-1. 8份純銅、6_8份鋁錠；還按重量份數(shù)配置0. 5-0. 7份孕育劑；B.熔煉、冶煉工序熔化爐料，爐料全部熔化之后，調(diào)整元素成分，然后升溫至 1450-1480°C出爐；C.孕育工序鐵液出爐后，加入孕育劑，并在鐵液表面均勻撒上珍珠巖靜置2-3分鐘；D.澆注工序孕育之后進行鑄件的澆注。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于在工序B熔化爐料時，先熔化鋁錠以外的其他爐料，待其他爐料全部熔化之后加入鋁錠熔化。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造方法，其特征在于在工序C，珍珠巖的加入量為按重量百分比1_2%。
5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項所述的制造方法，其特征在于在工序D之后，還有E.退火工序使?jié)沧⒌蔫T件溫度降至700°C-750°C，隨后將鑄件從砂型中取出，放入預(yù)熱至750°C的熱處理爐內(nèi)，重新加熱至850°C -900°C保溫2_4小時，然后以35°C /h的速率冷卻至室溫出爐。
6.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一項所述的制造方法，其特征在于所述方法采用的熔爐是中頻感應(yīng)電爐。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的制造方法，其特征在于在工序B熔化爐料時，先在電爐的爐底鋪上一層Z14#生鐵，以鋪滿爐底為準，然后以40%功率開爐，5-10分鐘之后將電爐功率提升至90%以上，在爐料熔化過程中不斷添加剩余的Z14#生鐵，以及HT250回爐料、廢鋼、純銅、鉬鐵合金以及鉻鐵合金，待上述爐料全部熔化后加入鋁錠熔化。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高強度耐高溫耐腐蝕鑄鐵，按重量百分比由如下組分組成C2.7-2.9%、Si1.5-1.8%、Mn0.6-0.8%、Al4.0-6.0%、Cu1.5-1.8%、Mo0.4-0.5%、Cr1.0-2.0%，余量為Fe；其中P的含量≤0.05%，S的含量≤0.05%。采用上述技術(shù)方案的鑄鐵在具備高強度的同時還具備良好的耐高溫性能、耐腐蝕的性能。本發(fā)明還公開了該鑄鐵的制造方法。
文檔編號C22C37/10GK102260817SQ20111020515
公開日2011年11月30日 申請日期2011年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月21日
發(fā)明者吳明金, 孫述全 申請人:蕪湖市金貿(mào)流體科技股份有限公司