[发明专利]中硅低合金耐热球铁篦条

说明书

本发明中硅低合金耐热球铁篦条属低合金耐热球铁。

目前，国内外使用耐热铸铁大都是采用含碳量2.5～3.5％，硅含量为3.5～6.0％，其余加入少量的其它元素，如Cr，Mo，Al，Mg等，这些耐热铸铁具有较高的抗高温氧化性能，且在高温及变温下具有较好的高强度和耐热疲劳性能。如沈阳飞机制造公司89年11月7日申请的“低铬中硅钼铁素体球墨铸铁”，其化学成分为C 2.0～3.0％，Si 4.5～6.0％，Cr 0.2～0.4％，余下为Mn，Mo等少量合金元素，此种材料适于做耐高温模具材料。在冶金行业中，烧结机上的台车篦条经常在高温及变温下使用，目前常用的材料有26Cr、18Cr、铸铁、中硅及硅铝系耐热球铁等。高合金铸铁、铸钢篦条一般用于现代化的大型烧结机台车上，其寿命较长，通常为19～36个月，但价格昂贵成本高，并且在使用中存在脆断现象。而一般中、小型烧结机台车篦条大多采用铸铁，耐热球铁等，它们的化学成分大都为C 2.4～3.0％，Mn＜0.7％，其中Si的含量均在6.0％以下。这些材料虽然价格低，但寿命较短，其使用寿命为10个月左右。

本发明的目的在于研究出一种使用寿命长，制造成本低的新的烧结机台车篦条。

新的烧结台车篦条的特点是增加了篦条中的抗氧化元素的含量，并通过多元微合金化提高篦条的综合性能。特别是提高了Si的含量。硅是提高抗氧化性能的主要元素，材料的抗氧化性能随Si的增加而提高，但随着Si含量的增加材料的脆性也增加。目前普通中硅球铁的硅含量为6.0％以下，而本发明的新材料中，硅的含量可高达7.8％，这也是它的一个突出特点。除了保证本发明中硅低合金耐热球铁篦条具有高的抗氧化性能，还要保证它具有良好的强韧性，其设计成分中除增大了硅的含量，同时添加了其他的微合金元素，如Cr，Mo，Al，Ba等，该发明的具体成分如下(重量百分比)：C2.50～2.90，Si6.50～7.80，Mn0.20～0.35，P0.03～0.05，S0.03～0.05，Mg0.012～0.040，Xt0.035～0.055，Cr0.30～0.50，Mo0.30～0.50，Al0.12～0.50，Ba0.005～0.070，余下为Fe。其中Si的最佳含量为6.70～7.20％。

本发明的篦条材料可用中频感应电炉冶炼也可由冲天炉冶炼。其球化处理与一般球铁相同，即采用冲入法。球化处理温度即出钢温度，约为1450～1500℃，最佳球化处理温度为1470℃左右。球化剂使用的是稀土硅镁合金，即6^#合金，用量为铁水总量的0.8％，粒度为5mm。本发明篦条采用金属模浇注，浇注温度约为1350℃，热脱模。为进一步提高其抗氧化性能，篦条在窑式炉内在780～800℃经4～5小时退火处理，最后，可获得单一的铁素体基体组织及均匀分布的石墨球。

本发明的低合金中硅耐热球铁篦条，从经济和寿命两方面看，成分设计合理，因而使该篦条具有良好的综合性能，特别是具有良好的抗氧化性能。具体性能如下：

1.具有良好的抗氧化性能；

从实际使用的篦条计算，使用温度850～200℃，使用时间为10～16个月，氧化失重为：0.0213～0.1035g/m²·h。18Cr在900℃使用温度，使用时间为500小时，其氧化失重为：0.0199～0.1181g/m²·h；原铸铁篦条和本发明篦条在同一烧结台车上使用四个月后，原铸铁篦条失重0.5kg(原重为3kg)，新发明篦条外形完好如初，称重结果，几乎没失重。因此可以看出，本发明篦条的耐热性和抗氧化性能已达到高合金18Cr的抗氧化性能，而大大优于原铸铁篦条。

2.具有良好的耐热冲击性能即具有较好的热耐疲劳性。

在10～16个月使用中，经850～200℃的反复冷热循环，未发现一根篦条出现断裂现象。

3.具有良好的高温强度。

在750℃下，σ_b为200～220MPa。

4.具有良好的高温冲击性能。

在750～850℃下，冲击功A_k为22～60J。

5.常温硬度(HB)：330～350。

6.常温抗拉强度(MPa)：σ_b为360～380。

7.抗生长性能(％)：750℃时：0.030～0.035。