[发明专利]具有良好力学性能和切削加工性能的灰铸铁

说明书

技术领域

本发明属于粉末冶金技术领域，涉及一种灰铸铁，特别是涉及一种具有良好力学性能和切削加工性能的灰铸铁。

背景技术

铸铁主要由铁、碳和硅组成的合金的总称。铸铁可分为：灰口铸铁、白口铸铁、可锻铸铁、球磨铸铁、蠕墨铸铁以及合金铸铁。

合金铸铁是在普通铸铁加入适量合金元素（如硅、锰、磷、镍、铬、钼、铜、铝、硼、钒、锡等）获得。合金元素使铸铁的基体组织发生变化，从而具有相应的耐热、耐磨、耐蚀、耐低温或无磁等特性。其中，合金铸铁中的灰铸铁由于成本低廉，并具有铸造性、可加工性的特点，是工业中应用最广泛的一种铸铁，如广泛用于制造如发动机、家电的零部件等。现有的灰铸铁的组成是由其所制造的部件性能要求如拉伸强度、磨损性能、机械加工性等来决定的，目前通常采用折衷的方式来进行配比选择，因此现有的灰铸铁的组成范围相当宽。但是，当灰铸铁用于制作对耐磨性要求较高的部件时，很难达到耐磨性的要求。

因此，提供一种提高耐磨性以作为现有性能的补充的高硬度、高耐磨的合金铸铁成为了业界需要解决的技术问题。

发明内容

本发明针对本发明为了解决传统灰铸铁件在铸造过程中流动性能差、耐磨性能低等不足，提供一种具有良好力学性能和切削加工性能的灰铸铁，在不增加额外的加工工序以及加工成本的条件下，获得较高的耐磨性，能满足高要求场合的使用。

本发明的技术方案是：具有良好力学性能和切削加工性能的灰铸铁，其特征在于：由如下质量百分比的原料组成，C 4.2%～6.77%、Si 2.5%～3.8%、Mn 1.05%～1.55% 、P 0.05～0.128 %、S 0.125%～0.625%、Cr 0.45%～0.85%、Cu 0.62%～0.98%、Sn 0.07～0.12%、Sb 0.02%、Ni 0.77%、W 1.2%，余量为纯铁和杂质。

具有良好力学性能和切削加工性能的灰铸铁的制造方法，步骤如下：

(1)按品位等级的高低依次将生铁、废钢材和回炉料加入电炉内；

(2)加热升温至900度加热纯铁组织；

(3)加热升温至1200 度时加入Mn元素，并继续升温至1500度生成熔融态的铁水；

(4)保温并进行铁水除渣；

(5)降温至1300 度后出铁水；

(6) 出铁水的同时进行炉前处理，将铜加入包底，硅钡、稀土硅铁、铬铁在出铁水时随液流加入，锡和锑在铁水出至1/2～2/3时随液流加入；

(7)炉前处理的最终熔融混合物中各化学成分重量百分比控制为：C 4.2%～6.77%、Si 2.5%～3.8%、Mn 1.05%～1.55% 、P 0.05～0.128 %、S 0.125%～0.625%、Cr 0.45%～0.85%、Cu 0.62%～0.98%、Sn 0.07～0.12%、Sb 0.02%、Ni 0.77%、W 1.2%，余量为铁和杂质；

(8)浇注成型；

(9)保温后脱模保温缓冷后出炉；

(10)合金铸铁加工成产品后需先做表面弱渗碳气氛渗碳处理，然后做表面淬火处理。

本发明的有益效果为：本发明提出的具有良好力学性能和切削加工性能的灰铸铁，组分新颖，制作过程合理清晰，熔炼过程控制简便；生产出的灰铸铁，其铸造性能优越；原料选择方面，由于使用合金元素量少，且相对价格较低，因而，灰铸铁的生产成本较低；通过采用在灰铸铁的生产过程中向铁水加入铜、铬、锑、锡进行合金化等技术手段，以代替现有技术中普遍采用的使用钼和镍进行合金化，从而解决了灰铸铁产品缩松倾向大的问题。采用本发明的灰铸铁的生产方法生产出的灰铸铁，铸造出的铸件，具有不产生缩孔、成品率高等特点，可以满足目前高性能、切削性能好等特殊场合。

具体实施方式

下面对本发明作进一步说明：

具有良好力学性能和切削加工性能的灰铸铁，由如下质量百分比的原料组成，C 4.2%～6.77%、Si 2.5%～3.8%、Mn 1.05%～1.55% 、P 0.05～0.128 %、S 0.125%～0.625%、Cr 0.45%～0.85%、Cu 0.62%～0.98%、Sn 0.07～0.12%、Sb 0.02%、Ni 0.77%、W 1.2%，余量为纯铁和杂质。

具有良好力学性能和切削加工性能的灰铸铁的制造方法，步骤如下：

(1)按品位等级的高低依次将生铁、废钢材和回炉料加入电炉内；

(2)加热升温至900度加热纯铁组织；