[发明专利]一种铁素体基体灰铸铁及其制造方法和应用

说明书

本发明属于灰铸铁制备技术领域，具体涉及一种铁素体基体灰铸铁及其制造方法和应用。该铁素体基体灰铸铁的组分包括C、Si、Fe、S、P、Mn、Cr和Cu；各组分的用量为，C的质量分数为3.5‑4.0％，Si的质量分数为2.3‑3.0％，S的质量分数不大于0.1wt％，P的质量分数不大于0.06wt％，Mn的质量分数不大于0.4wt％，Cr的质量分数不大于0.05wt％，Cu的质量分数不大于0.2wt％，余量为Fe。本发明提供的灰铸铁中的珠光体的含量少，以铁素体基体为主的灰铸铁，灰铸铁的硬度极低，可以达到80HB以下。

技术领域

本发明属于灰铸铁制备技术领域，具体涉及一种铁素体基体灰铸铁及其制造方法和应用。

背景技术

灰铸铁是指具有片状石墨的铸铁，因断裂时断口呈暗灰色，故称为灰铸铁，主要成分是铁、碳、硅、锰、硫、磷，是应用最广的铸铁，其产量占铸铁总产量80％以上。按基体组织的不同，灰铸铁分为三类：铁素体基体灰铸铁、珠光体-铁素体基体灰铸铁和珠光体基体灰铸铁。

珠光体灰铸铁是在珠光体的基体上分布着均匀的片状石墨，其强度、硬度相对较高，常用于制造床身、机体等重要件。珠光体-铁素体灰铸铁是在珠光体和铁素体混合的基体上，分布片状石墨，性能可满足一般机体要求，铸造性、减震性均佳，便于熔炼，是应用最广的灰铸铁。铁素体灰铸铁是以铁素体组织为基体片状石墨铸铁，强度和硬度低，相对前两种来说，应用领域较少。但是铁素体灰铸铁对特定领域来说具有非常重要的研究意义。如制锁领域，铸铁锁体越软越好加工，柔韧性越强，制造成本越低；汽车零部件制造活塞环方面，作为活塞环的磨环套，磨环套硬度越低，最终磨出的环的表面质量越好。

中国专利文献CN106591695A公开了一种高强韧铁素体基蠕墨铸铁材料及其制备方法，该铸铁材料中各元素含量为碳3.6-3.7％、硅2.2-2.4％、锰0.3-0.5％、硫＜0.02％、磷＜0.07％、铜0.6-0.7％、锡0.01-0.03％、铝0.35-0.55％。该铁素体基蠕墨铸铁材料的硬度仍然较高，加工性能较差，不能满足制锁领域等要求低硬度的领域，且铁素体含量有待进一步提高。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中铁素体基体灰铸铁的硬度仍然较高、铸态下铁素体含量较低，保证铁素体含量需要经过高温退火处理等缺陷，从而提供了一种铁素体基体灰铸铁及其制造方法和应用。

为此，本发明提供了以下技术方案。

本发明提供了一种铁素体基体灰铸铁，其组分包括C、Si、Fe、S、P、Mn、Cr和Cu；其中，以质量分数计，各组分的含量如下：

C的质量分数为3.5-4.0wt％；

Si的质量分数为2.3-3.0wt％；

S的质量分数不大于0.1wt％；

P的质量分数不大于0.06wt％；

Mn的质量分数不大于0.4wt％；

Cr的质量分数不大于0.05wt％；

Cu的质量分数不大于0.2wt％；

余量为铁。

进一步地，所述铁素体基体灰铸铁，以质量分数计，各组分的含量如下：

C的质量分数为3.72-3.9wt％；

Si的质量分数为2.6-2.8wt％；

S的质量分数不大于0.03wt％；

P的质量分数不大于0.03wt％；

Mn的质量分数不大于0.3wt％；

Cr的质量分数不大于0.04wt％；