本發(fā)明屬于鐵碳合金技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種白口鑄鐵，特別是一種晶界白口鑄鐵及其制造方法。

背景技術(shù)：

碳以氮化物形式存在的鑄鐵具有灰藍(lán)色橫截面。 它是一種良好的抗磨損材料，可在磨料腐蝕條件下工作。 白口鑄鐵包括普通白口鑄鐵、低合金白口鑄鐵、中合金白口鑄鐵和高合金白口鑄鐵。

普通白口鑄鐵 我國早在春秋時(shí)期就已制造出具有良好耐磨性的白口鑄鐵，并用作一些耐磨零件。 這些鑄鐵具有高碳、低硅的特點(diǎn)，強(qiáng)度高，但很脆。 它們適合制造沖擊載荷較小的零件，通常用于犁頭、磨盤、導(dǎo)板等。生產(chǎn)中常采用熱處理，以提高其性能，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。 碳對普通白口鑄鐵的耐磨性起著最重要的作用。 碳含量越高，生成的氮化物越多，并形成大量的萊氏體。 因此，強(qiáng)度越高，耐磨性越好。 。 但含碳量越高，硬度越高。 高鉻鑄鐵作為耐磨、耐腐蝕材料的生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展迅速，因?yàn)楦咩t鑄鐵富含大量高強(qiáng)度M7C3基體，具有優(yōu)異的耐磨性，并且同時(shí)退火中碳化物中的鉻元素可以增強(qiáng)材料的耐腐蝕性能，成為迄今為止世界上應(yīng)用最廣泛的耐磨、耐腐蝕鑄鐵。 在工業(yè)應(yīng)用中，高鉻鑄鐵常采用鉻濃度為15-25%、碳濃度為2.0-3.0%的亞晶界或近晶界成分。 由于二硫化鉬濃度較低，在許多工況下，如立磨輥、漿料輸送雜質(zhì)泵、球磨機(jī)襯板等，其耐磨性和耐腐蝕性明顯不足。 因此，為了提高高鉻鑄鐵的耐磨性和耐腐蝕性，科研工作者開展了大量的研發(fā)工作。 使用高鉻鑄鐵中的碳和鉻來減少基體的數(shù)量，可以急劇提高耐磨性，但過高的高鉻鑄鐵中的碳和鉻，初生基體粗大，大大增加了鑄鐵的硬度。材料。 同時(shí)，粗大的初生氮化物在腐蝕過程中容易破碎，因此尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。 因此，控制和改善有晶界的高鉻鑄鐵中初生晶的形態(tài)和細(xì)度，即獲得細(xì)小且分布均勻的初生晶，是實(shí)現(xiàn)高鉻白口鑄鐵大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵具有晶界。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對普通白口鑄鐵在低溫使用過程中強(qiáng)度低、耐磨性差的缺點(diǎn)，本發(fā)明提出了一種晶界白口鑄鐵及其制造方法。 白口鑄鐵的成分更加合理，工作壽命更長，更容易制造，可以大大提高白口鑄鐵的熱性能，可以滿足低溫、高強(qiáng)度和高耐磨的需要。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種晶界白口鑄鐵及其制造方法，其特征在于：白口鑄鐵的物理成分以質(zhì)量百分比濃度計(jì)為：c4． %、si0.5～1.0%、mn0.8～1.6%、ti1.5～3.0%、w3.5～5.0%、p、s≤0.04%、al0.02～0.05%、y0.1～0.3% ，余量為fe。

一種斜紋白口鑄鐵的制造方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將廢鋁、生鐵、高碳鉻鐵加入真空系統(tǒng)中頻感應(yīng)爐中熔煉至1500℃，用硅錳、錳鐵預(yù)脫氧，然后用鋁絲進(jìn)行熔煉。最終脫氧；

(2)加入鎢鐵、鈦鐵，抽真空并保持在80-100pa；

(3)將細(xì)度為1～3毫米的釔置于低于800℃的鋼包底部，將鐵水放入鋼包中，并除去爐渣；

(4)當(dāng)鐵水溫度降至1350-1400℃時(shí)，澆入模具型腔，得到穿過晶界的高鉻白口鑄鐵；

(5)滲碳：以大于50℃/h的加熱速率加熱至650℃，保持1～3小時(shí)；

(6)以大于80℃/h的升溫速率保溫至980-1050℃。 保溫時(shí)間為鑄鋼長度每20mm加1小時(shí)加2小時(shí)；

(7)空冷至450-500℃后，轉(zhuǎn)入500℃回火爐，在此溫度保溫1-2小時(shí)；

(8)爐冷至100℃，然后空冷至溫度；

(9)滲碳：將坯料放入滲碳爐中，以大于50℃/h的速度升溫至250-320℃，保溫6-8小時(shí)；

(10) 顯示空氣冷卻。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提出了一種晶界白口鑄鐵及其制造方法，其成分新穎，制造工藝合理清晰，提供了耐低溫、耐磨的物理成分比。耐磨白口鑄鐵，鉻能改變晶界基體類型，改善熔池形狀，提高毛坯的強(qiáng)度和耐磨性； 在白口鑄鐵中添加硼，硼進(jìn)入基體形成強(qiáng)度較高的化合物，從而改善了晶界對基體的支撐作用，也穩(wěn)定了鍛件的低溫強(qiáng)度和耐磨性； 添加鎳和鉬元素，鎳元素增加毛坯的開裂傾向，以抵消高碳、高硼對毛坯硬度的影響； 鉬元素可強(qiáng)化碳化物，提高毛坯的淬透性。 工藝上采用鑄后保溫冷卻，避免白口鐵鑄件因碳、硼元素較高而產(chǎn)生熱裂傾向。 上述特點(diǎn)使得本發(fā)明鑄鐵件在鑄態(tài)保溫緩冷狀態(tài)下強(qiáng)度HRC≥61； 滲碳回火后強(qiáng)度HRC≥66，在700℃溫度下仍能保持強(qiáng)度HRC≥61，其耐腐蝕性也優(yōu)于現(xiàn)有的。 白口鑄鐵零件非常適合在低溫條件下工作的耐磨零件。

具體實(shí)施方法

下面對本發(fā)明作進(jìn)一步說明：

一種晶界白口鑄鐵及其制造方法，其特征在于：白口鑄鐵的物理成分以質(zhì)量百分比濃度計(jì)為：c4.02-5.65%、cr31-40%、si0.5- 1.0%，mn0.8～1.6%，ti1.5～3.0%，w3.5～5.0%，p、s≤0.04%，al0.02～0.05%，y0.1～0.3%，余量為fe 。

一種橫紋白口鑄鐵的制造方法，包括以下步驟：

(1)將廢鋁、生鐵、高碳鉻鐵加入真空系統(tǒng)中頻感應(yīng)爐中熔煉至1500℃，用硅錳、錳鐵預(yù)脫氧，然后用鋁絲進(jìn)行熔煉。最終脫氧；

(2)加入鎢鐵、鈦鐵，抽真空并保持在80-100pa；

(3)將細(xì)度為1～3毫米的釔置于低于800℃的鋼包底部，將鐵水放入鋼包中，并除去爐渣；

(4)當(dāng)鐵水溫度降至1350-1400℃時(shí)，澆入模具型腔，得到穿過晶界的高鉻白口鑄鐵；

(5)滲碳：以大于50℃/h的加熱速率加熱至650℃，保持1～3小時(shí)；

(6)以大于80℃/h的升溫速率保溫至980-1050℃。 保溫時(shí)間為鑄鋼長度每20mm加1小時(shí)加2小時(shí)；

(7)空冷至450-500℃后，轉(zhuǎn)入500℃回火爐，在此溫度保溫1-2小時(shí)；

(8)爐冷至100℃，然后空冷至溫度；

(9)滲碳：將坯料放入滲碳爐中，以大于50℃/h的速度升溫至250-320℃，保溫6-8小時(shí)；

(10) 顯示空氣冷卻。

實(shí)施例1

一種晶界白口鑄鐵及其制造方法，該白口鑄鐵的物理成分以質(zhì)量百分比濃度計(jì)為：c4.02%、cr31%、si0.5%、mn0.8%、ti1 .5%，w3.5%，p和s≤0.04%，al0.02，y0.1%，余量為fe。

實(shí)施例2

一種晶界白口鑄鐵及其制造方法，該白口鑄鐵的物理成分以質(zhì)量百分比濃度計(jì)為：c5.65%、cr40%、si1.0%、mn1.6%、ti3 .0%，w5.0%，p和s≤0.04%，al0.05%，y0.3%，余量為fe。

本發(fā)明提出一種晶界白口鑄鐵及其制造方法，成分新穎，制造工藝合理清晰，提供了低溫耐磨白口鑄鐵的物理成分比，其中鉻元素可以改變晶界?；w類型，改善熔池形狀，提高鋼坯的強(qiáng)度和耐磨性； 在白口鑄鐵中添加硼元素，硼元素進(jìn)入基體中生成強(qiáng)度較高的化合物，從而改善晶界對基體的支撐，也穩(wěn)定了鍛件的低溫強(qiáng)度和耐磨性； 添加鎳元素、鉬元素、鎳元素是為了抵消高碳、硼對毛坯硬度的影響，增加毛坯的開裂傾向； 鉬元素能強(qiáng)化碳化物，提高毛坯的硬度 淬透性。 工藝上采用鑄后保溫冷卻，避免白口鐵鑄件因碳、硼元素較高而產(chǎn)生熱裂傾向。 上述特點(diǎn)使得本發(fā)明鑄鐵件在鑄態(tài)保溫緩冷狀態(tài)下強(qiáng)度HRC≥61； 滲碳回火后強(qiáng)度HRC≥66，在700℃溫度下仍能保持強(qiáng)度HRC≥61，其耐腐蝕性也優(yōu)于現(xiàn)有的。 白口鑄鐵零件非常適合在低溫條件下工作的耐磨零件。

技術(shù)特點(diǎn)：

技術(shù)摘要

一種跨晶界白口鑄鐵及其制造方法，屬于鐵碳合金技術(shù)領(lǐng)域。 物理成分以質(zhì)量百分比濃度計(jì)如下：C4.02-5.65%、Cr31-40%、Si0.5-1.0%、Mn0.8～1.6%、Ti1.5～3.0%、W3.5～ 5.0%，P、S≤0.04%，Al0.02～0.05%，Y0.1～0.3%，余量為Fe。 本發(fā)明成分新穎，制造工藝合理清晰，提供了低溫耐磨白口鑄鐵的物理成分比。 鉻元素可以改變晶界的基體類型，改善熔池形狀，提高毛坯的強(qiáng)度和耐磨性。 白鐵鑄件中添加硼元素，硼元素進(jìn)入基體生成強(qiáng)度較高的化合物，從而改善晶界對基體的支撐，同時(shí)也穩(wěn)定了鑄件的低溫強(qiáng)度和耐磨性。鍛造。

技術(shù)開發(fā)人員：包凡凡

受保護(hù)技術(shù)使用者：包凡凡

技術(shù)研發(fā)日：2016.06.27

技術(shù)公告日期：2018.01.05

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