[发明专利]一种耐磨耐热麻口铸铁材料及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料领域，涉及一种耐磨耐热麻口铸铁材料及其制备方法。

背景技术

在金属材料领域中, 耐磨耐热铸铁作为低成本耐磨耐热材料一直受到普遍重视。

张山纲等在铸造技术2003年第2期研究了低合金抗磨麻口铸铁的设计与制备。试验材料的主要化学成分叫为：2．5％ ～3．5％ C；1．0％ ～ 2．0％ Si；0．5％ ～ 1．5％ Mn；0．5％-2．0％ (Co+Cu)；小于1．0％ Cr、Mo。但是麻口铁主要由渗碳体组成，渗碳体虽硬但脆。材料的韧性低。不利于材料耐磨耐热性能的提高。

CN200610163305.X号申请公开一种高温强度和抗氧化性改善的高硅铁素体耐热铸铁，包括： 2.5-3.8wt％的C、5.0-7.0wt％的Si、0.2-0.8wt％的Mn、0.05wt％或更 少的P、0.02wt％或更少的S、0.5-1.2wt％的Mo、0.1wt％或更少的Co、 0.5wt％或更少的V、0.01-0.1wt％的Cr、0.05wt％或更少的Sb、和余 量Fe。该铸铁使用了尽管使用了不少稀贵元素如Mo、Co、V等，但使用了大量的硅，材料的韧性和抗拉强度都受到了很大的限制。

发明内容

本发明的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种耐磨耐热麻口铸铁材料，该材料具有良好的性能。

本发明的另一目的是提供一种耐磨耐热麻口铸铁材料的制备方法，该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种耐磨耐热麻口铸铁材料，该材料以麻口铸铁为基体，在基体中分布着由铁丝形成的金属丝团，所用铁丝直径为0.2-2mm，金属丝团的直径为10-15cm，铁丝占材料的体积百分比为5-40%； 

麻口铸铁基体的化学成分的重量百分含量： C为2.6%～3%，Si为2.1%～2.4%, Mn为0.3-0.4%, Gd为0.5-1%, P<0.08%, S <0.25%,其余为Fe； 

铁丝的化学成分的重量百分含量为：C为0.08-0.12%，Si为0.3%～0.5%, Mn为0.3-0.50%, P<0.02%, S <0.025%,其余为Fe。

基体中还分布有化合物Co3C、Co2Si、Cr3Si和Cr23C6颗粒。

一种耐热麻口铸铁材料的制备方法，其特征在于：它包括以下步骤：

镀铬铁丝和镀钴铁丝的准备：取直径为1-2mm、成分重量百分含量：C为0.08-0.12%，Si为0.3%～0.5%, Mn为0.3-0.50%, P<0.02%, S <0.025%,其余为Fe的铁丝，控制铁丝占材料的体积百分比为5-40%；按常规方法在一半铁丝表面分别镀铬，另一半铁丝表面镀钴，分别形成镀铬铁丝和镀钴铁丝；镀层的厚度均为100-500微米，

按清洁球生产的常规方法将上述镀铬铁丝和镀钴铁丝各取一根丝形成球状的混合双丝金属丝团，金属丝团直径为10-15cm，将若干金属丝团放入铸型下型型腔中，金属丝团的松紧程度由铁丝占材料的体积百分比决定，保证金属丝团正好放满铸型；布置完毕后，将铸型的上型盖于下型上，合箱完毕后等待铁水浇注；

麻口铸铁材料基体的准备：按重量百分含量C为2.6%～3%，Si为2.1%～2.4%, Mn为0.3-0.4%, Gd为0.5-1%, P<0.08%, S<0.25%,其余为Fe的麻口铸铁原料进行配料；麻口铸铁原料在感应电炉中熔化,形成液态铁水，熔化温度为1460-1490℃；

将上述麻口铸铁铁水浇入装有金属丝团的干砂铸型，液态铁水将镀铬铁丝和镀钴铁丝包围，然后冷却凝固，形成以麻口铸铁为基的其中分布有金属丝团的材料。

    本发明相比现有技术的有益效果如下：

1、本发明的材料中铁丝自身具有相当的强度和较高的韧性。铁丝和麻口铁的基体都是铁。因此铁丝和麻口铁很容易结合起来，形成很好的冶金结合。这样，铁丝分布在脆性麻口铁中，对材料具有很好的增强增韧作用。

2、当铁水进入铸型型腔与铁丝接触，铁丝表面的Co和Cr熔于铁水，铁水中的C 、Si和铁丝表面的Co和Cr反应形成Co2Si、Cr3Si、Co3C和Cr23C6，促进铁水中的C以碳化物的形式析出，这些反应物比渗碳体硬度更高。形成的这种特殊化合物进一步提高了材料的耐磨耐热性。