[发明专利]耐腐蚀合金铸铁及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铸铁，更具体地说，本发明涉及一种耐腐蚀合金铸铁，同时，本发明还涉及一种所述耐腐蚀合金铸铁的制备方法。

背景技术

随着科研、化工、化肥、石油、医药、维尼龙、气体工业等领域的迅速发展，现在各种特种气体的应用也日益广泛，特别是压缩腐蚀性气体(如：二氧化碳、二氧化硫、氟气、氯气、氯化氢、硫化氢等)所需的往复活塞压缩机及配套的存储、运输容器、管道等的需求日益增加，故研制耐腐蚀合金铸铁的制备方法，已提到议事日程。

蒙乃尔合金是一种以金属镍为基体添加铜、锰等其它元素而成的合金钢，系高强度的单相固溶体，它是一种用量最大、用途最广、综合性能极佳的耐腐蚀合金。此合金在氢氟酸和氟气介质中具有优异的耐腐蚀性，对热浓碱液也有优良的耐腐蚀性，同时还耐中性溶液、水、海水、大气、有机化合物等的腐蚀。该合金一般不产生应力腐蚀裂纹，切削性能良好。该合金可用来制造以下零部件：核工业中提炼铀和同位素分离器的罐体，动力工厂中的无缝输水管和蒸汽管，海水换热器和蒸发器换热管，硫酸和盐酸环境下的原油蒸馏塔壳体，海水中所用设备的泵轴和螺旋桨，盐酸制造设备中所用的泵和阀，压缩机中结构简单的高压气缸或缸套、活塞等。但是，由于该合金的铸造性能差、成本高，其应用受到局限。

原一机部1976年发布的“高硅耐腐蚀铸铁技术”标准草案中，提出了以下耐腐蚀铸铁：高镍奥氏体耐腐蚀铸铁(Ni13.5～36％)、高铬耐腐蚀铸铁(Cr13.5～36％)、高硅耐腐蚀铸铁等。上述铸铁的成分组成是根据耐酸泵厂或化工机械厂生产泵体和转子的需要而确定的。上述铸铁要么强度低，不能承受变载荷、变温度和振动工况，对往复活塞压缩机的工况不适用；要么铸造性能差，易脆裂、易产生气孔和裂纹，且采用上述铸铁的铸造方法，难以制得往复活塞压缩机中结构较为复杂的低压和中压气缸盖、气缸或气缸套、气缸座、中体和活塞等。

现在，对于压缩腐蚀性气体的往复活塞压缩机而言，与腐蚀性气体接触的气缸、活塞、活塞杆等部件一般采用镀铬防腐；气阀、管路、冷却器等采用不锈钢；在与腐蚀性气体接触的气缸、气缸套、活塞及气道等零部件的表面喷涂防腐蚀涂层：酸性介质选用酚醛漆；碱性介质选用环氧树脂漆等。但由于防腐蚀涂层的磨损或剥落，往复活塞压缩机的上述零部件仍遭受腐蚀性气体的腐蚀而提前失效，防腐蚀效果均不尽人意。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种耐腐蚀合金铸铁，其成分经济合理，对腐蚀性气体的耐腐蚀性能持久；同时提供一种该耐腐蚀合金铸铁的制备方法，该方法工艺简单，使用设备少，便于工业化推广。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种耐腐蚀合金铸铁，按重量百分比计，它由下列各成分组成，C 2.8～3.2％，Si 1.6～2.2％，Mn 0.4～0.8％，Cu 0.6～1.2％，Cr0.5～1.0％，Ni 0.6～1.2％，P 0.07～0.09％，S 0.04～0.06％，余量为铁。

本发明提供了一种耐腐蚀合金铸铁的制备方法，该方法包括如下步骤：

1)、配制炉料：根据需要浇注的耐腐蚀合金铸铁的工艺重量，备好新生铁、回炉铁、废钢、硅铁、锰铁、电解铜、电解镍、电解铬，按照本耐腐蚀合金铸铁所述各成分的相应重量百分比比例，称取1000kg炉料；

2)、熔炼：将配好的新生铁、回炉铁、废钢、硅铁、锰铁放入中频电炉内，使它们通电熔化，熔炼温度为1250～1350℃，熔化时间为2～3小时，然后进行精炼，熔炼温度为1400～1500℃，在除去炉渣后，加入电解铜、电解镍、电解铬，保温15～20min，完成熔炼；

3)、孕育处理：当浇包中的进铁液量为其容积的1/4时，通过定量漏斗，将粒状孕育剂均匀而分散地撒向浇包中的铁液，当浇包中的进铁液量为其容积的4/5时停止撒孕育剂；孕育剂的撒入量为浇包中的总进铁液量的0.2～0.4％(重量百分比)；孕育剂的粒度按以下方式选择：进铁液量小于500kg时，孕育剂的粒度为2～5mm；进铁液量大于或等于500kg时，粒度为5～8mm；孕育剂为75硅铁；

4)、浇注：孕育后在1380～1460℃的温度下，于10～15min内将铁水注入砂模型腔内，根据铸铁的结构、壁厚，确定铸铁的开箱时间；

5)、退火：将铸铁以50～100℃/h的速度加热到500～550℃，保温2～3小时，然后，将铸铁以20～50℃/h的速度，随炉冷却到180～220℃，最后，将铸铁出炉，并自然冷却至室温，即可制得所述的耐腐蚀合金铸铁。

为能简洁说明问题起见，以下对本发明所述耐腐蚀合金铸铁均简称为本铸铁。