[发明专利]一种新型高性能含难熔金属铸铁配方及熔炼技术的研制

说明书

本发明涉及一种新型含难熔金属Ta的高性能铸铁的配方及其熔炼技术，属于新型高性能铸铁配方及其熔炼处理领域；研发新型含难熔金属Ta的高性能铸铁对于提高铸铁使用性能，提高工业生产安全性和生产效率具有重要意义。本发明采用Fe‑C‑Si‑Ta系铸铁作为高性能铸铁的基体组成部分；其配方为：C的含量为3.4‑3.6wt.%，Si的含量为1.9‑2.2wt.%，Ni的含量为0.3‑0.5wt.%，Cu的含量为0.15‑0.5wt.%，Mn的含量为0.6‑0.9wt.%，Sn的含量为0.07‑0.1wt.%，Cr的含量为0.1‑0.3wt.%，Ta的含量为0.02‑0.06wt.%，其余为铁；通过本发明研制的高性能铸铁内部石墨形态呈A型层片状分布，基体组织主要为为珠光体，铸铁强度和耐磨性较高，并具有优异的导热性能，综合力学性能优良；因此，通过本发明能够获得性能优良的高性能铸铁。

技术领域

本文涉及一种新型高性能灰铸铁的配方及其熔炼技术，属于新型高性能铸铁配方及其熔炼领域。

背景技术

铸铁材料因其具有摩擦因数稳定、较好的切削加工性能、耐磨性和消震性良好、成本低廉及维护简单容易等特点，至今仍是现代机械制造业重要和常用的结构材料，在汽车、铁路、、机械、石油、化工和电力等行业具有广泛的应用；而随着科学技术的迅猛发展，现代工业对铸铁性能的要求确实不断攀升。

在铸铁中灰铸铁是典型代表，灰铸铁结构因其耐磨、耐热、耐氧化、耐腐蚀、耐酸碱性及较优良的减震性能而被广泛应用；相比于其他合金而言，灰铸铁熔点低、充型性好、机加工性能优越、生产设施和成型过程简单且成本相对低廉，这些优越的性能也使得灰铸铁在铸件中所占的比重非常大；但随着科技日新月异，并伴随着冲压件、焊接件、球（蠕）墨铸铁、有色金属和塑料等材料研究的不断深入，灰铸铁由于强度、硬度相对较低等缺点正面临着材料质量、性能和价格之间的巨大挑战，而与此同时，当前蠕墨铸铁的生产研发面临生产工艺复杂、成本、加工性能、使用性能、产品设计等诸多先进难以忽略的现实性问题，阻碍了蠕铁的进一步研究和应用，而这些有都促使了灰铸铁凭借其固有的优良性能仍然是生产中的首选材料，研究重点也就随之重新回到灰铁上；成功研制高性能铸铁也因此具有更重要的社会和经济效益。

灰铸铁是由铁基体以及其内部呈片状分布的石墨构成，石墨的添加对提高铸铁性能有很大的影响，石墨的加入对提高铸铁的热导率、减震性和耐磨性等性能具有重要的作用；但是灰铸铁中所存在的石墨相的尺寸大小、数量、形态分布以及基体组织类型的差异都会对灰铸铁的性能产生不同的影响，而单单通过调整石墨形态和数量对性能的改善也有一定的局限性和不利影响；合金元素的添加能够明显提高铸铁的性能，因此合金元素的添加成为获得高性能灰铸铁的重要方法；大量研究工作也都针对于铸铁中微量合金元素添加对性能的影响来展开，从而使得开发新型合金灰铸铁成为铸铁性能改善的重要研究方向，合金元素的添加也成为最行之有效提高灰铸铁性能的理想途径；目前已有合金铸铁应用的诸多实例，但在性能改进、成本控制或是工艺技术等方面仍未能达到令人十分满意的程度，从而也就缺少确凿有力的市场占有说服力。因此，开发新型高性能铸铁对于提高灰铸铁的使用性能和降低生产成本等方面具有重要的社会和经济效益；本发明采用难熔金属Ta作为微量合金元素添加到灰铸铁中，研制成新型Fe-C-Si-Ta系铸铁，对于提高传统灰铸铁的综合力学性能具有重要意义.

发明内容