一種高抗磨性的cadi球墨鑄鐵鋼釬/鎬釬及其生產(chǎn)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高抗磨性的CADI球墨鑄鐵鋼釬/鎬釬及其生產(chǎn)方法，在球墨鑄鐵原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入99.9%的純鎢棒0.15～0.53%、釩鐵合金0.20～0.50%，熔煉鎢釩合金球墨鑄鐵原鐵水，原鐵水經(jīng)過球化處理、三次孕育處理后所澆注的鋼釬/鎬釬經(jīng)過冷卻、清理、拋丸、機械加工后，在860～920℃進行奧氏體化處理和在230～320℃進行等溫淬火處理，金相組織由奧鐵體+碳化物+石墨球組成。本發(fā)明生產(chǎn)的CADI球墨鑄鐵鋼釬/鎬釬具有很高的沖擊韌性和抗磨性，心部韌性高，不會斷裂，表面硬度高，極抗磨損，使用壽命長。
【專利說明】
一種高抗磨性的CADI球墨鑄鐵鋼釬/鎬釬及其生產(chǎn)方法
技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及釬類材料技術領域，特別涉及一種高抗磨性的CADI球墨鑄鐵鋼釬/鎬釬及其生產(chǎn)方法?！颈尘凹夹g】
[0002]現(xiàn)有的鋼釬/鎬釬都是用T8工具鋼或鎢合金鋼生產(chǎn)的，都存在沖擊韌性低、抗磨性差的缺陷，易斷裂、不耐磨，使用壽命低。
【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術問題是:提供一種具有高沖擊韌性、高抗磨性的CADI球墨鑄鐵生產(chǎn)鋼釬/鎬釬的生產(chǎn)方法，實現(xiàn)生產(chǎn)的鋼釬/鎬釬具有高沖擊韌性、高抗磨性、使用壽命長的目的。
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:在球墨鑄鐵原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入99.9%的純鎢棒0.15?0.53%，80%的釩鐵合金0.26?0.65%，熔煉鎢隹凡合金球墨鑄鐵原鐵水。
[0005]所述的鎢釩合金球墨鑄鐵原鐵水含有3.65?3.85%的碳、1.70?1.80%的硅、 0? 35 ?0? 65% 的錳、0 ?0? 035% 的磷、0 ?0? 020% 的硫、0? 14 ?0? 53% 的鎢、0? 20 ?0? 50%的釩。
[0006]所述的鎢釩合金球墨鑄鐵原鐵水經(jīng)過球化處理、第一次、第二次孕育處理后含有 3.40 ?3.65% 的碳、2.30 ?2.60% 的硅、0? 35 ?0? 65% 的錳、0 ?0? 035% 的磷、0 ?0? 018% 的硫、0.14?0.53%的鎢、0.20?0.50%的釩，澆注過程中進行第三次隨流孕育處理，所澆注的鋼釬/鎬釬的鑄態(tài)金相組織為:球化率多90%，石墨球數(shù)量多100個/mm2,碳化物數(shù)量彡5%〇
[0007]所述機械加工后的鋼釬/鎬釬在860?920°C進行奧氏體化處理和在230? 320°C進行等溫淬火處理，所得的鋼釬/鎬釬的金相組織由奧鐵體+碳化物+石墨球組成， 機械性能為:硬度多60HRC，沖擊韌性多30J/mm2。
[0008]生產(chǎn)高抗磨性的CADI球墨鑄鐵鋼釬/鎬釬的工藝流程為:原料一熔化球墨鑄鐵原鐵水、造型機同時開始造砂型一在原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入純鎢棒、釩鐵合金， 熔煉鎢釩合金球墨鑄鐵原鐵水一檢驗一測溫一出鐵水球化處理、第一次、第二次孕育處理 —澆注、同時進行第三次隨流孕育處理一冷卻一清理一拋丸一檢驗一機械加工一奧氏體化處理一等溫淬火處理一出爐空冷一檢驗。
[0009]球化處理所用的外徑? 13mm的球化包芯線含有29?30%的鎂、2.7?4.0%的稀土、40?45%的硅、6?8%的鈣、余量為鐵；第一次孕育處理所用的外徑? 13mm的孕育包芯線含有3.52?4.0%的鋇、大于65.7%的硅、1.62?2.0%的鈣、1.7?2.0%的鋁、余量為鐵；鐵水轉包時進行第二次孕育處理所用的硅-鋇-鈣孕育劑，含有70?75%的硅、1.5? 3.0%的鋇、1.0?2.0%的鈣、余量為鐵，粒度3.0?8.0mm ;鐵水澆注過程中進行第三次隨流孕育處理所用的的硅-鋇-鈣孕育劑，含有70?75%的硅、1.5?3.0%的鋇、1.0?2.0% 的鈣、余量為鐵，粒度〇? 2?0? 7mm〇
[0010] 本發(fā)明的有益之處是:由于在球墨鑄鐵原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入顯著提高球墨鑄鐵的強度、硬度、耐磨性和淬透性的純鎢棒和釩鐵合金，熔煉鎢釩合金球墨鑄鐵原鐵水，鎢釩合金球墨鑄鐵原鐵水經(jīng)過球化處理、三次孕育處理后所澆注的鋼釬/鎬釬強度高、硬度高、耐磨性高、淬透性好。經(jīng)過奧氏體化處理和等溫淬火處理的鋼釬/鎬釬的金相組織轉變?yōu)閵W鐵體、碳化物和石墨球。
[0011]奧鐵體具有很高的沖擊韌性，使鋼釬/鎬釬心部具有很高的韌性，鋼釬/鎬釬不會斷裂。
[0012] 本發(fā)明最大的有益之處是:采用奧鐵體具有加工硬化的特點，鋼釬/鎬釬在使用過程中的沖擊力作用下碰到硬的東西時，表面的奧鐵體轉變?yōu)轳R氏體，馬氏體的硬度極高， 硬度多HRC65以上，有效提高鋼釬/鎬釬的表面硬度和抗磨性，使鋼釬/鎬釬極耐磨。
[0013] 碳化物硬度高，具有極高的抗磨功能，使鋼釬/鎬釬外部具有很高的硬度，進一步提高鋼釬/鎬釬的抗磨性，使鋼釬/鎬釬更耐磨。
[0014] 石墨球具有很好的潤滑作用，減小鋼釬/鎬釬在沖擊時的摩擦力，減少鋼釬/鎬釬的磨損。
[0015] 本發(fā)明采用高韌性、高硬度、高抗磨性、同時具有加工硬化特點的CADI球墨鑄鐵生產(chǎn)鋼釬/鎬釬，所生產(chǎn)的鋼釬/鎬釬心部韌性高，不會斷裂，外部硬度高，抗磨損，特別是鋼釬/鎬釬在使用過程中的沖擊力作用下碰到硬的東西時，表面的奧鐵體轉變?yōu)轳R氏體， 馬氏體的硬度多HRC65以上，有效提高鋼釬/鎬釬的表面硬度和抗磨性，使鋼釬/鎬釬極耐磨，使用壽命長?！揪唧w實施方式】
[0016]下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0017]用3噸中頻爐熔化鐵水。
[0018] 在中頻爐內加入Q12生鐵1500Kg、Q235廢鋼900Kg、球墨鑄鐵回爐鐵600Kg、98.5% 增碳劑40Kg、75%硅鐵40Kg、65%錳鐵10Kg，熔煉普通球墨鑄鐵原鐵水。
[0019] 造型機同時開始造鋼釬砂型。
[0020] 鐵水完全熔化后，扒凈爐內熔渣，在原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入99.9% 的純鎢棒0.33% (10.12Kg)、80%的釩鐵合金0.40% (15.8Kg)熔煉鎢釩合金球墨鑄鐵原鐵水。[0021 ]99.9%純鎢棒、80%的釩鐵合金完全熔化后進行精煉、扒凈熔渣。
[0022] 檢驗:取光譜試樣進行光譜分析。
[0023] 鎢釩合金球墨鑄鐵原鐵水含有3.70%的碳、1.76%的硅、0.42%的錳、0.028%的磷、 0? 019% 的硫、0? 32% 的鎢、0? 40% 的釩。
[0024]測溫，溫度達到出爐溫度1520°C時準備出鐵水。
[0025] 將鐵水包、澆包燙紅，并將澆包吊運到球化站旁鐵水轉包處。
[0026]每包鐵水出鐵水量500Kg。
[0027] 在球化站上設定好球化處理所用的外徑? 13mm的球化包芯線進線長度14米，進線速度16米/每分鐘；第一次孕育處理所用的外徑? 13mm的孕育包芯線進線長度11米， 進線速度13米/每分鐘。
[0028]外徑? 13mm的球化包芯線含有29.7%的鎂、3.5%的稀土、42%的硅、7.2%的鈣、 余量為鐵；第一次孕育處理所用的外徑? 13mm的孕育包芯線含有3.75%的鋇、大于68%的硅、1.82%的鈣、1.75%的鋁、余量為鐵。
[0029]出500Kg鐵水到鐵水包內，將鐵水包吊運到球化站移動臺車上，并輸送到球化站內。
[0030]開啟球化站，對鐵水包內鐵水進行球化處理、第一次孕育處理，一分鐘內處理完畢。
[0031]球化處理、第一次孕育處理后將球化站內的鐵水包輸送出球化站，扒凈熔渣。
[0032]在澆包內加入第二次孕育處理所用的硅-鋇-鈣孕育劑3.25Kg，將鐵水包內的鐵水轉包倒入澆包內，進行第二次孕育處理，處理后扒凈爐渣，并在鐵水表面撒上保溫劑。
[0033]鐵水轉包時進行第二次孕育處理所用的硅_鋇-鈣孕育劑，含有72.5%的硅、 2.2%的鋇、1.62%的鈣、余量為鐵，粒度6.5mm。
[0034]將澆包叉運到澆注機上。
[0035]檢驗:扒開澆包內保溫劑，取光譜試樣進行光譜分析。
[0036]球化處理、第二次孕育處理后的鎢釩合金球墨鑄鐵鐵水含有3.42%的碳、2.45% 的硅、0? 42%的錳、0? 28%的磷、0?0? 015%的硫、0? 32%的鎢、0? 40%的釩。
[0037]將球化處理、第二次孕育處理后的鎢釩合金球墨鑄鐵鐵水澆注已經(jīng)造好的鋼釬的型腔內，澆注過程中進行第三次隨流孕育處理，第三次隨流孕育處理所用的孕育劑加入量為22克/每秒鐘，8分鐘內澆注完畢。
[0038]鐵水澆注過程中進行第三次隨流孕育處理所用的硅-鋇-鈣孕育劑，含有72%的硅、1.8%的鋇、1.75%的鈣、余量為鐵，粒度0.45mm。
[0039]澆注后的鋼釬在砂型內冷卻到100°C以下時，落砂清理、拋丸，檢驗合格后得到鋼釬鑄件。
[0040]鋼釬鑄件本體取金相試塊檢驗。
[0041]鋼釬的鑄態(tài)金相組織要求為:球化率多90%，石墨球數(shù)量多100個/mm2,碳化物數(shù)量彡3%。
[0042]金相顯微鏡檢驗結果:球化率93%，石墨球數(shù)量120個/mm2,碳化物數(shù)量6%。
[0043]將鋼釬進行機械加工。
[0044]將機械加工后的鋼釬裝入熱處理爐內進行奧氏體化處理。
[0045]以45°C /小時的升溫速度對熱處理爐進行升溫加熱。
[0046]熱處理爐內溫度升到890°C時恒溫保溫40分鐘。
[0047]將等溫淬火爐升溫到280°C保持恒溫。
[0048]將熱處理爐內保溫40分鐘后出爐的鋼釬，迅速移入等溫淬火爐內進行等溫淬火處理，在280 °C恒溫保溫50分鐘。
[0049]恒溫保溫50分鐘后，將鋼釬出爐空冷。
[0050]等溫淬火處理后的鋼釬本體取金相試塊檢驗。
[0051]等溫淬火處理后的鋼釬本體金相組織檢驗。
[0052]鋼釬的金相組織由奧鐵體+碳化物+石墨球組成。
[0053]金相顯微鏡檢驗結果:見附圖1。
[0054]附圖1是等溫淬火處理后的鋼釬本體金相組織圖。
[0055]圖中:(1)大部分陰影部分為奧鐵體，(2)白色部分為碳化物，(3)深黑色部分為石墨球。
[0056]機械性能檢驗。
[0057]等溫淬火處理后的鋼釬本體機械性能要求為:硬度多60HRC，沖擊韌性多30J/mm2。
[0058]用洛氏硬度計檢驗結果:65HRC。
[0059]無缺口沖擊試驗結果:沖擊韌性40 J/mm2。
[0060]本發(fā)明的工藝流程，由以下實施例給出。
[0061]—種高抗磨性的CADI球墨鑄鐵鋼釬的生產(chǎn)工藝流程為:原料一熔化球墨鑄鐵原鐵水、造型機同時開始造砂型一在原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入純鎢棒、釩鐵合金， 熔煉鎢釩合金球墨鑄鐵原鐵水一檢驗一測溫一出鐵水球化處理、第一次、第二次孕育處理 —澆注、同時進行第三次隨流孕育處理一冷卻一清理一拋丸一檢驗一機械加工一奧氏體化處理一等溫淬火處理一出爐空冷一檢驗。
【主權項】
1.一種高抗磨性的CADI球墨鑄鐵鋼釬/鎬釬及其生產(chǎn)方法，其特征在于:在球墨鑄 鐵原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入99.9%的純鎢棒0.15?0.53%，80%的釩鐵合金0.26?0.65%，熔煉鎢釩合金球墨鑄鐵原鐵水；所述的鎢釩合金球墨鑄鐵原鐵水含有3.65?3.85%的碳、1.70?1.80%的硅、0.35? 〇? 65%的錳、0?0? 035%的磷、0?0? 020%的硫、0? 14?0? 53%的鎢、0? 20?0? 50%的釩。2.根據(jù)權利要求1所述的一種高抗磨性的CADI球墨鑄鐵鋼釬/鎬釬及其生產(chǎn)方 法，其特征在于:鎢釩合金球墨鑄鐵原鐵水經(jīng)過球化處理、第一次、第二次孕育處理后含有3.40 ?3.65% 的碳、2.30 ?2.60% 的硅、0? 35 ?0? 65% 的錳、0 ?0? 035% 的磷、0 ?0? 018% 的硫、0.14?0.53%的鎢、0.20?0.50%的釩，澆注過程中進行第三次隨流孕育處理，所澆 注的鋼釬/鎬釬等釬類的鑄態(tài)金相組織為:球化率多90%，石墨球數(shù)量多100個/mm2,碳化 物數(shù)量彡5%。3.根據(jù)權利要求1或2所述的一種高抗磨性的CADI球墨鑄鐵鋼釬/鎬釬及其生產(chǎn)方 法，其特征在于:機加工后的鋼釬/鎬釬在860?920°C進行奧氏體化處理和在230?320°C 進行等溫淬火處理，所得的鋼釬/鎬釬的金相組織由奧鐵體+碳化物+石墨球組成，機械性 能為:硬度彡60HRC，沖擊韌性彡30J/mm2。4.生產(chǎn)高抗磨性的CADI球墨鑄鐵鋼釬/鎬釬的工藝流程為:原料一熔化球墨鑄鐵原 鐵水、造型機同時開始造砂型一在原鐵水中按爐內鐵水重量百分比加入純鎢棒、釩鐵合金， 熔煉鎢釩合金球墨鑄鐵原鐵水一檢驗一測溫一出鐵水球化處理、第一次、第二次孕育處理 —澆注、同時進行第三次隨流孕育處理一冷卻一清理一拋丸一檢驗一機械加工一奧氏體化 處理一等溫淬火處理一出爐空冷一檢驗。5.根據(jù)權利要求1或2所述的一種高抗磨性的CADI球墨鑄鐵鋼釬/鎬釬及其生產(chǎn)方 法，其特征在于:球化處理所用的外徑? 13mm的球化包芯線含有29?30%的鎂、2.7?4.0% 的稀土、40?45%的硅、6?8%的鈣、余量為鐵；第一次孕育處理所用的外徑? 13mm的孕 育包芯線含有3.52?4.0%的鋇、大于65.7%的硅、1.62?2.0%的鈣、1.7?2.0%的鋁、余 量為鐵；鐵水轉包時進行第二次孕育處理所用的硅-鋇-鈣孕育劑，含有70?75%的硅、1.5?3.0%的鋇、1.0?2.0%的鈣、余量為鐵，粒度3.0?8.0mm ;鐵水澆注過程中進行第三 次隨流孕育處理所用的的硅-鋇-鈣孕育劑，含有70?75%的硅、1.5?3.0%的鋇、1.0?2.0%的鈣、余量為鐵，粒度0? 2?0? 7mm〇
【文檔編號】C22C37/10GK105986052SQ201510077973
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月14日
【發(fā)明人】羅建華
【申請人】羅建華