[发明专利]一种高硬高韧耐磨高铬铸铁的制备方法

权利要求书

1.一种高硬高韧耐磨高铬铸铁，其特征在于，各组分及其所占质量百分比为：C：1.5%-3.0%，Cr：19%-30%，Mo：0.5%-2.5%，Si：0.5%-1.5%，Mn：0.5%-1.5%，Cu：0.2%-1.2%，V：0.5%-5.5%，Ni：0.05%-0.2%；以及Nb：0.5%-3.0%、Ti：0.2%-1.5%、Ta：0.02%-0.10%和Hf：0.02%-0.10%中一种或几种；Fe余量；

高硬高韧耐磨高铬铸铁的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1、在熔炼炉中按照质量比为1:1:1的废钢、纯铁和生铁作为原料进行装填，待熔化后加入铬铁，进一步融化后二次加料，加料包括增碳剂和中间合金粉末；同时通入氩气除杂，时间为20～30min；

步骤2、将熔炼炉温度升至1500-1580℃，加入脱氧剂，待炉料完全溶化后加入纯镍；

步骤3、通过包底冲入法或包底触发法，将变质剂和高熔点碳化物添加至熔融的铁液中，通过电磁搅拌或物理搅拌使其均匀弥散分布；

步骤4、当铁液温度降低至1400-1480℃时，浇注成铸件，浇铸后在浇道口覆盖耐火石棉保温，防止开裂；然后将铸件热处理，制得高强高韧耐磨高铬铸铁；

所述的高熔点碳化物为TiC、NbC、TaC和HfC一种或多种组合，高熔点碳化物添加量为原料质量的0.02%‒0.10%，碳化物的粒径为0.5-5μm；

所述的变质剂为 RE-Si，所述的RE-Si 加入量为原料质量的0.6%-1％；

所述热处理制度，包括第一阶段，900-1100℃保温1-2h；第二阶段，降温至500-700℃保温1-3h；第三阶段，700-800℃保温1-3h；第四阶段，200-400℃盐浴冷却；

所述高硬高韧耐磨高铬铸铁的晶粒分布均匀，平均晶粒尺寸为5-10μm，M₇C₃共晶碳化物为球形或六边形均匀分布；所述高硬高韧耐磨高铬铸铁基体组织包括马氏体、奥氏体与铁素体多相，其中奥氏体包裹铁素体晶粒；

所述高硬高韧耐磨高铬铸铁基体经热处理后弥散分布高密度M₂₃C₆碳化物以及针状VC、NbC、TiC析出相；所述高硬高韧耐磨高铬铸铁的硬度为64-67HRC，冲击韧性为12.5-16.5J/cm²。

2.如权利要求1所述的高硬高韧耐磨高铬铸铁，其特征在于，各组分及其所占质量百分比为：C：1.6%-2.5%，Cr：20%-29%，Mo：0.5%-2.5%，Si：0.5%-1.5%，Mn：0.5%-1.5%，Cu：0.2%-1.2%，V：0.5%-5.5%，Ni：0.05%-0.2%；以及Nb：0.5%-3.0%、Ti：0.2%-1.5%、Ta：0.02%-0.10%和/或Hf：0.02%-0.10%中一种或几种；Fe余量。

3.如权利要求1所述的高硬高韧耐磨高铬铸铁，其特征在于，步骤1所述的增碳剂为石墨；步骤1所述的中间合金粉末各组分含量为：0.5-1.5％Mn，0.2-1.2％Cu，0.5‒2.5％Mo，0.5‒1.5％Si，其余为Fe和不可避免的杂质；所述的中间合金粉末加入量为原料质量的0.2%-2%。

4.如权利要求1所述的高硬高韧耐磨高铬铸铁，其特征在于，步骤2所述的脱氧剂为纯铝丝，所述的脱氧剂加入量为原料质量的0.06%；步骤2所述纯镍的加入量为原料质量的0.05-0.2%。