[发明专利]水泵上应用的高强度耐磨球墨铸铁

说明书

一、技术领域

本发明涉及的是一种金属材料球墨铸铁，具体地说是一种水泵上应用的高强度耐磨球墨铸铁。

二、背景技术

球墨铸铁具有优良铸造性能和低廉成本的特点，特别是其耐磨性优于相同基体的灰铸铁、碳钢以至于低合金钢，所以在水泵行业中矿山泵的过流部件方面得到广泛的应用。但是在一些选矿厂给排水情况特殊，其介质复杂，水中含有钼、铁等合金颗粒，这些颗粒硬度高。而普通球墨铸铁基体组织以铁素体、珠光体为主，硬度在HB300左右，当含有高硬度合金颗粒的水高速流过叶轮、泵体等过流表面时，对其磨损较大，水泵寿命大大缩短，严重的甚至不到一个月就损坏。一些水泵厂家即使采用以珠光体为主的QT700-2、QT800-2等球磨铸铁，也根本无法满足要求，从而制约了以球墨铸铁为材料生产的水泵在选矿厂的应用。

三、发明内容

为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种水泵上应用的高强度耐磨球墨铸铁，该材料应用在水泵上大大延长其使用寿命。

实现本发明的目的采用的技术方案是：该高强度耐磨球墨铸铁含有以下质量百分比的化学成分：C：3.72～3.90％；Si：2.20～2.70％；Mn：0.17～0.23％；P：≤0.07％；S：≤0.02％；Ni：≤2.0％；Mo：0.1～0.2％；Cu：0.6～0.8％；Mg：0.03～0.06％；Re：0.02～0.04％；余量为Fe。

形成铸铁的配料质量百分比为：低锰铸造生铁58％；回炉料31.5％；35号废钢6％；镍板1.3％；钼铁0.20％；纯铜0.5％；球化剂1.5％；复合孕育剂1.0％。

所述的球化剂的质量百分比化学成分为：Mg 7～9％；Re 6～7％；Si 35～44％；Ca≤4％；Mn≤4.0％；Al≤0.5％；Ti≤1.0％；余量为Fe。

所述的复合孕育剂质量百分比化学成分为：Si 74～79％；Al≤0.6～1.1％；Ca≤1.0～2.0％；余量为Fe。

为提高铁水温度，确保球化率，采用中频感应电炉熔炼。其熔炼过程：加料(废钢、回炉料、生铁、铜、镍板)→送电熔炼→扒渣→加入钼铁→升温至1510℃出炉→球化、孕育→金相检验→浇注。再经过热处理后得到铸件。

本发明的有益效果是：经过上述的材料配比以及工艺得到的球墨铸铁，其抗拉强度为1200MPa以上，硬度HB340～400，耐磨性较普通球墨铸铁明显提高，可达到白口铸铁程度。应用到水泵上，比普通球墨铸铁可使其寿命延长两倍以上，为用户节约大量费用。该高强度耐磨球墨铸铁还可在其他耐磨件上广泛应用。

四、具体实施方式

本发明水泵上应用的高强度耐磨球墨铸铁，球墨铸铁化学成分对基体组织、球化率等起着决定性作用，要合理的选配化学成分，严格控制各成分含量。该铸铁含有以下质量百分比的化学成分：C：3.72～3.90％；Si：2.20～2.70％；Mn：0.17～0.23％；P：≤0.07％：S：≤0.02％；Ni：≤2.0％；Mo：0.1～0.2％；Cu：0.6～0.8％；Mg：0.03～0.06％；Re：0.02～0.04％；余量为Fe。配料决定形成铸铁的质量百分比化学成分，其配料的质量百分比为：低锰铸造生铁58％；回炉料31.5％；35号废钢6％；镍板1.3％；钼铁0.20％；纯铜0.5％；球化剂1.5％；复合孕育剂1.0％。所述的球化剂的质量百分比化学成分为：Mg 7～9％；Re 6～7％；Si 35～44％；Ca≤4％；Mn≤4.0％；Al≤0.5％；Ti≤1.0％；余量为Fe。所述的复合孕育剂质量百分比化学成分为：Si 74～79％；Al≤0.6～1.1％；Ca≤1.0～2.0％；余量为Fe。为提高铁水温度，确保球化率，采用中频感应电炉熔炼。其熔炼过程：加料(废钢、回炉料、生铁、铜、镍板)→送电熔炼→扒渣→加入钼铁→升温至1510℃出炉→球化、孕育→金相检验→浇注。再经过热处理后得到铸件。热处理工艺为升温奥氏体化→等温淬火→回火。热处理后用清水清洗，去除表面附着盐。其操作要点是：1、严格控制铸态组织球化率。确保球化率在1～2级。2、严格控制盐浴温度，确保工件硬度，防止过硬变脆、炸裂。3、淬火后要及时回火，间隔时间不得超过4个小时。4、铸件在热处理前进行粗加工，不重要尺寸要一次到位，重要尺寸留精加工量。