[发明专利]过共晶高铬铸铁制备方法

说明书

技术领域

本发明为一种高铬铸铁制备方法，特别涉及一种碳和铬含量较高的过共晶高铬铸铁制备方法，属于耐磨材料技术领域。

背景技术

高铬铸铁是一类优异的耐磨材料，在工业生产中获得了广泛的应用。大量研究发现，提高高铬铸铁中的碳化物体积分数，可以提高高铬铸铁耐磨性，在此背景下，碳和铬含量较高的过共晶高铬铸铁的开发和应用已得到重视。中国发明专利CN102925783A公开了一种过共晶高铬白口铸铁的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采用废钢、生铁、高碳铬铁、锰铁和硅铁作为熔炼用原材料，按以下重量百分比的化学组成：3.0-4.5%C，15-35%Cr，0.5-1.5%Mn，0.5-1.5%Si，＜0.06%P、＜0.06%S，其余为Fe进行配料；步骤二：将废钢、生铁先混合，在酸性中频感应电炉中熔化，待铁水熔清后，依次加入锰铁和硅铁熔清，再进一步加入高碳铬铁后熔清；铸液至温度达到1450℃后采用铝丝脱氧，然后将铸液迅速出炉倒入浇包，进行除渣处理；步骤三：当浇包中的铸液温度降至1300℃-1350℃时，将铸液倒入砂型浇注成形，8小时后打箱取出铸件，进行表面清理；步骤四：将清理干净后的铸件放入电炉中缓慢加热至700℃～1000℃，保温一段时间，使铸件内外温度均匀化，然后迅速出炉放入锻机上进行锻造变形处理，同时起到空淬的作用；步骤五：对锻造变形处理后的锻件然后进行回火处理，进一步消除铸件内部应力，最终得到过共晶高铬铸铁。中国发明专利CN102851570A还公开了热磨机的高碳高铬磨片铸件，属于热磨机零部件技术领域，为过共晶高铬铸铁，在含有高铬的同时、并含高碳，主要化学成分为铁，按质量百分计，碳含量3.6－3.8％，铬含量28.0－30.0％，镍含量≤0.8％、钼含量≤0.5％、锰含量≤0.8％、铜含量≤0.2％、及一定量的硅和低含量的磷、硫，该发明的有益效果是：产品的初生硬质点Cr₇C₃型碳化物增加，使磨片耐磨性提高30％以上；镍、钼、锰、铜等贵重金属含量下降，而使生产成本下降；磷、硫含量下降，使韧性增加；综合机械性能得到提高，其硬度达HRC62-65，可广泛用于对木材、甘蔗渣、棉杆等纤维板原料进行磨浆加工，磨片可承受低应力磨损、疲劳磨损、腐蚀磨损、高温磨损等多种磨损，并还能抵抗外力的破坏，使用寿命提高30％以上。中国发明专利CN101892417A还公开了一种铸态使用的过共晶高铬铸铁，该铸态使用的过共晶高铬铸铁的化学组成成分以重量百分比计算为：3.5～4.5%C,1.0～3.0%Mn,16.0～28.0%Cr,0.5～1.5%Si,2.1～3.0%Ti,P≤0.06%，S≤0.06%，余量为铁。该铸态使用的过共晶高铬铸铁出炉温度1500～1650，浇注温度1350～1400℃，贵重金属的含量少，在铸态直接使用，能耗低，生产周期短，且铸造性能好，还具有较高硬度和优良的耐磨性。中国发明专利CN101497966还公开了一种高硬度过共晶的高铬锰钼钨合金耐磨钢铁材料，含有下列质量百分比的化学成分：碳3.0～5.5％，硅0.3～2.0％，铬25.5～40％，锰0.3～3.5％，钼0.1～3.5％，钨0.1～3.5％，磷≤0.1％，硫≤0.1％，余量为铁。该发明的高硬度过共晶高铬锰钼钨合金耐磨钢铁材料采用多元合金化，特别是碳、铬、锰、钼和钨的加入，使得材料比起现有的高铬铸铁具有淬透性好，硬度高，耐磨蚀性能和耐磨性更好等优势，从而扩大了材料的应用范围。该发明的高硬度过共晶高铬锰钼钨合金耐磨钢铁材料适于制备磨损和腐蚀磨损特别是冲刷腐蚀磨损工况用的零部件。中国发明专利CN1769508还公开了了一种过共晶高铬铸铁及其制造方法，过共晶高铬铸铁的主要成分为：3.5～4.5%C,1.0～3.0%Mn,17～30%Cr,0.5～1.5%Si,1.0～2.0%Cu,P≤0.06%，S≤0.06%，Ni≤1%，余量为铁。其制备方法是采用二次孕育变质处理的方法细化初生碳化物，包内孕育剂的中间合金含有的TiN、NbN等颗粒作为促进初生碳化物形核的基体，增加初生碳化物的形核数量。稀土、镁和钾等富集在初生碳化物的表面，使其细化、团球化。随流孕育剂的作用是大大加快合金的凝固，使初生碳化物来不及长大，从而达到细化初生碳化物的目的。用过共晶高铬铸铁制造的渣浆泵过流件，生产工艺简便、成本低，铸造性好，具有优良的耐磨性和高的使用寿命。

但是，过共晶高铬铸铁中，因碳化物数量多，脆性大，铸造和使用过程中极易开裂，限制了过共晶高铬铸铁的推广应用。

发明内容