專利名稱：：磷、銅、鉻、鈦磷系列耐磨鑄鐵材料的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明屬于金屬材料領域中磷系列耐磨鑄鐵新材料?？捎糜阼T造耐磨的機械零部件如齒輪、凸輪等。灰鑄鐵的機械性能雖好，但耐磨性差，采用高磷(P%＝0.5～0.7%)的鑄鐵，磷共晶以堅硬的骨架存在于較軟的金屬基體上，因而提高了鑄鐵的耐磨性，但磷共晶性脆，它只適合形狀不復雜，承擔靜載荷和受壓情況下工作的零件。為了克服高磷鑄鐵的“脆、裂、松”的弱點，又保持其耐磨性，又出現(xiàn)了一種磷、銅、鈦新型耐磨材料，在機械工業(yè)出版社出版、洛陽市科學技術協(xié)會編的《鑄鐵熔制》(書號15033、5484)一書第五章第一節(jié)中有記載，其化學成份如下C％Si%Mn%P%S%Cu%Ti%2.9～3.21.2～1.70.5～0.90.35～0.6≤0.120.6～1.00.09～0.15</table></tables>這種合金鑄鐵保持了高磷鑄鐵的耐磨性，且提高了機械性能，因而在機床上得到廣泛的應用，但該合金鑄鐵有下列三個缺點1、為了獲得良好的機械性能，必須保持低碳當量(CE＝3.5～4)，因而其含硅量低，當Si＜1.6%時，鑄小工件時極易出現(xiàn)白口。2、為保持其耐磨性，不能降低含磷量，且碳當量低，擴大了凝固區(qū)、工件易出現(xiàn)疏松缺陷。3、P-Cu-Ti合金鑄鐵對原材料的要求較高、要選用高質量的的原生鐵，配料時還須加入25～40%的廢鋼量，以保證組織致密，提高機械性能。本發(fā)明的目的是找到一種既具有高的耐磨性又有好的機械性能，還能克服P-Cn-Ti合金鑄鐵缺點的新材質，其化學成份如下本發(fā)明在P-Cu-Ti合金材質基礎上加入了合金元素Cr，它能改變鑄鐵的組織，使珠光體細化，石墨大小均勻，當Cr與Cu、Ti同時存在時，還會使Cu的細化組織作用更明顯。鉻與鐵能形成連續(xù)固溶體，提高了基體的強度，而鉻能與碳形成多種碳化物，其與碳的親和力大于Mn、Fe、它能取代鐵形成復合滲碳體(Fecr)3C，硬度比Fe3C高，形成的復雜碳化物(Cr·Fe)7C3，(Cr·Fe)23·C6能大大提高鑄鐵的耐磨性。本發(fā)明有以下幾個優(yōu)點1、由于Cr、Cu對組織的細化作用，及Ti對鐵水的凈化作用，使本發(fā)明的鑄鐵組織致密，具有較高的硬度(HB215～HB285)，其耐磨性比P-Cu-Ti鑄鐵高一倍左右。2、由于加入了鉻，使鑄鐵的組織致密，抗氧性增加，因而零件加工后表面光潔度可提高二級。3、本發(fā)明的材質成份范圍寬，當P增至0.6%，Cu增至1.5%，Si增至2.5%時仍可保持良好的機械性能。4、本發(fā)明碳硅當量與共晶成份相近(CE＝3.3～4.5)，鐵水流動性好，P%低，縮小了凝固區(qū)，工件冷卻時可得到充分補縮，因而工件出現(xiàn)疏松缺陷的機率少、可降低鑄件的廢品率。5、在相同的含碳條件下，出現(xiàn)白口的機率少，產生裂紋的可能性少，因此可用于鑄造形狀復雜的鑄件。6、本發(fā)明熔化工藝簡單，熔化設備使用沖天爐或煤粉爐均可，對原生鐵和爐料無特殊要求，且可采用常規(guī)鑄造工藝，便于推廣使用。7、切削性能較好，可用常規(guī)刀具加工，加工后光潔度可提高2級，且合金元素總量低，其成本與P-Cu-Ti合金鑄鐵相近。比HT20-40灰鑄鐵成本提高不超過50%。而其耐磨性比HT20-40灰鑄鐵高兩倍以上。實施例1987年5月25日，在南寧減速機廠1.5噸卡腰三節(jié)爐里進行熔煉，批料重量150Kg，配料比例∶原生鐵∶回爐鐵∶廢鋼＝50∶30∶20。每批料中各種配料數(shù)量:出爐鐵水溫度1410℃;澆鑄溫度1370℃合金加入方式Cu放在鐵水槽沖入包中，其余合金由爐后加入，鐵水在包內要進行充分的攪拌，使之均勻。工件澆鑄順序先澆小件、薄壁件，后澆大件，厚壁件。澆鑄出的合金鑄鐵成分澆鑄出的合金鑄鐵在廣西大學力學實驗室做抗彎測試，其它測試在南寧市印機廠進行，其性能如下:石墨分布形狀石墨長度珠光體數(shù)量珠光體間距碳化物數(shù)量磷共晶類型磷共晶數(shù)量A型細片狀10～15mm≥98％4％呈細粒狀彌散分布二元十三元磷共晶4％耐磨性比HT20-40高兩倍以上，重載荷下，耐磨性提高更為顯著。權利要求1.一種含有磷、銅、鈦合金元素的磷系列耐磨鑄鐵材料，其特征在于其中含有0.25～0.6%(重量)的鉻合金元素成份。2.按權利要求1所述的磷系列耐磨鑄鐵材料，其特征在于其中含有0.22～0.34%(重量)的磷1.71～2.5%(重量)的硅全文摘要磷、銅、鉻、鈦磷系列耐磨鑄鐵材料。文檔編號C22C37/06GK1040226SQ8810905公開日1990年3月7日申請日期1988年9月30日優(yōu)先權日1988年9月30日發(fā)明者王寶棣申請人:廣西大學