[发明专利]一种分级机叶片用耐磨铸铁及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于铸铁材料技术领域，具体涉及一种分级机叶片用耐磨铸铁及其制备方法。

背景技术

现阶段的分级机叶片通常采用稀土铬合金铸铁加工而成，而传统的分级机叶片用稀土铬合金铸铁存在着以下不足：

一、工艺适应性较差。传统的分级机叶片用稀土铬合金铸铁对碳的控制范围为2.12%～2.14%，控制区间较窄，因此实际生产中需要加入大量的废钢来实现对碳的控制，导致炉衬受到严重冲蚀，炉衬使用寿命短，熔炼时间长，并且传统的分级机叶片用稀土铬合金铸铁对各组分材料的选用质量要求较高，要求操作人员需具备较高的技术水平。

二、浪费现象严重。传统的分级机叶片用稀土铬合金铸铁在制备过程中，稀土的加入方法通常是随流冲入浇包，反应剧烈，烧损严重，经反复生产验证，其实际吸收率仅为40%左右，浪费现象严重。

三、需要专用热处理设备进行高温热处理。

因此，亟需研发一种降低生产成本、节能增效、简化生产工艺及实现技术傻瓜化的新型的分级机叶片用铸铁，来实现各关键工艺参数的优化。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种生产成本低、节能增效、生产工艺简化的分级机叶片用耐磨铸铁。该铸铁的金相组织为“屈氏体+蠕虫状碳化物（Cr₇C₃）”结构，组织致密均匀，铸铁的冲击韧性高，硬度大。利用该铸铁生产的分级机叶片的使用寿命长，是稀土铬合金铸铁的理想替代材料。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种分级机叶片用耐磨铸铁，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：C3.2%～3.6%，Cr13%～15%，Si1.4%～1.6%，Mn0.3%～0.5%，Mo0.004%～0.006%，Cu0.003%～0.005%，P≤0.05%，S≤0.05%，余量为Fe。

上述的一种分级机叶片用耐磨铸铁，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：C3.3%～3.5%，Cr13%～14%，Si1.4%～1.5%，Mn0.4%～0.5%，Mo0.005%～0.006%，Cu0.004%～0.005%，P≤0.05%，S≤0.05%，余量为Fe。

上述的一种分级机叶片用耐磨铸铁，其特征在于，由以下质量百分比的成分组成：C3.3%～3.4%，Cr13.5%～14%，Si1.4%～1.45%，Mn0.45%～0.5%，Mo0.0055%～0.006%，C_u0.0045%～0.005%，P≤0.05%，S≤0.05%，余量为Fe。

另外，本发明还提供了一种制备上述分级机叶片用耐磨铸铁的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、根据所要制备的分级机叶片用耐磨铸铁的成分设计要求，分别称取铬铁、生铁、废钢、硅铁、锰铁、钼铁和电解铜；

步骤二、将步骤一中称取后的铬铁、生铁、废钢、硅铁和锰铁加入中频感应电炉中，在温度为1550℃～1650℃的条件下熔炼60min～70min，得到铁水；

步骤三、将步骤一中称取后的电解铜和钼铁置于浇包中，然后将步骤二中所述铁水加入浇包中搅拌，使电解铜和钼铁在铁水中熔化为液态并与铁水混合均匀；

步骤四、对步骤三中加有电解铜和钼铁的铁水进行除渣处理，然后将除渣处理后的混合液在温度为1350℃～1380℃的条件下进行浇注，冷却后得到分级机叶片用耐磨铸铁。

上述的方法，其特征在于，步骤一中所述铬铁的化学成分按质量百分比计为：Cr50%～65%，C6%～9%，Si≤3%，P≤0.07%，S≤0.07%，余量为Fe；所述生铁的化学成分按质量百分比计为：C4.0%～4.5%，Si1.15%～1.4%，Mn0.17%～0.2%，P≤0.05%，S≤0.05%，余量为Fe；所述废钢的化学成分按质量百分比计为：C0.3%～0.4%，Si0.6%～0.8%，Mn0.5%～0.8%，P≤0.05%，S≤0.05%，余量为Fe；所述硅铁的化学成分按质量百分比计为：Si72%～80%，Cr≤0.5%，P≤0.04%，S≤0.02%，余量为Fe；所述锰铁的化学成分按质量百分比计为：Mn65%～78%，C≤7%，Si≤4%，P≤0.4%，S≤0.03%，余量为Fe；所述钼铁的化学成分按质量百分比计为：Mo50%～57%，Si≤1.5%，S≤0.15%，P≤0.1%，C≤0.25%，Cu≤1.0%，余量为Fe；所述电解铜的质量纯度≥99.5%。