專利名稱：一種鑄鐵機用金屬模具的制作方法
技術領域：
本發明涉及冶金鑄造領域，特別涉及一種鑄鐵機鑄造鐵錠用的金屬模具。
技術背景由于鑄鐵機在鈦渣、冶煉行業的生產效率高，因此而得到了較為廣泛的 應用。但目前鑄鐵機所用的金屬模具大都采用灰口鑄鐵材質，其組織為珠光 體+碳化物+石墨，珠光體雖強度較高，但在急冷急熱條件下，在使用過程中 易于產生組織應力而造成疲勞開裂，使用壽命不高。
中國專利CN85103914B公開了一種用于鋼錠模的低合金釩鈦鑄鐵，其主 要目的是提供一種合金消耗和成本都低于球墨和蠕墨鑄鐵鋼錠模的低合金釩 鈦鑄鐵材料的鋼錠模。由于軋制的要求，對于鋼錠成品的要求與鐵錠成品的 要求相關很大，鋼錠模一般都在幾百公斤到十幾噸重。而鑄鐵機所用的鑄鐵 模具是用于將鐵水等金屬液體自然或噴水冷卻成固態，鐵錠一般幾十公斤或 上百公斤。此外，鋼錠模的生產是不連續的。而鑄鐵模具裝配到鑄鐵機上， 由鏈板等帶動，用于連續生產作業。
中國專利CN101014433A公開了一種用于澆鑄液態金屬的模具及相應方 法，但該模具是由銅基合金制成，其中包括超過50%重量的銅以及包括鉻、 鋯和鎳組成，或使用灰口鑄鐵或球墨鑄鐵，存在合金消耗大、成本高以及在 急冷急熱條件下容易因疲勞強度不夠而造成損壞，使用壽命不高等不足。

發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種鑄鐵機用金屬模具。這種金屬模 具材質的成分比例組配合理，用于鑄鐵機鑄造金屬錠。
3本發明所采用的技術方案之一是鑄鐵機用金屬模具的特點在于其組份以
重量百分比計為C: 3. 0~ 3. 3%，Si: 2. 1 ~ 2. 8%，Mn: 0. 5 ~ 0. 8%， V: 0. 1 ~ 0. 2%，Ti: 0. 01 ~ 0. 03%,其余為Fe和其它雜質；其優選組4分以重量百分比計 為C: 3. 1 ~ 3. 2 % ， Si: 2. 3 ~ 2. 5 % , Mn: 0. 6 ~ 0. 8 % , V: 0. 1 ~ 0. 2 %,Ti: 0. 01~0. 03%，其余為Fe和其它雜質。
本發明所采用的技術方案之二是在金屬模具的底部和兩側壁中沿縱向方 向鑄入有若干個加強鋼筋1，作為對上述技術方案的補充和改進，進一步提 高了金屬模具的強韌性和抗裂性能。
本發明的鑄鐵機金屬模具在急冷急熱的工作條件下可連續生產，其急冷 急熱的時間間隔僅為鑄鐵機運轉一圈的幾十分鐘時間，本發明的金屬模具具 有良好的導熱性能以及足夠的強度，并且具有延伸率小，熱膨脹系數小，彈 性模數低等良好的耐熱疲勞參數，與現有灰口鑄鐵金屬模具相比，其使用壽 命大大提高。


附圖1為本發明的金屬模具結構的示意圖。
附圖2為在金屬模具中鑄入加強鋼筋A-A剖面的結構示意圖。
具體實施例方式
以下結合實施例或附圖對本發明的構成機理及結構形式進行詳細的描 述，以說明本發明與已有技術相比具有顯著的良好效果。
本發明所采用鑄鐵機用金屬模具的組份以重量百分比計為C: 3. 0~ 3. 3 % , Si: 2. 1 ~ 2. 8 % , Mn: 0. 5 ~ 0. 8 % , V: 0. 1 ~ 0, 2 。/0, Ti: 0. 01 ~ 0. 03 % ， S < 0.07%, P< 0. 07%其余為Fe;其中選用 一組最佳組4分以重量百分比計為 C: 3. 1 ~ 3. 2 % , Si: 2. 3 ~ 2. 5 % ， Mn: 0. 6 ~ 0. 8 % , V: 0. 1 ~ 0. 2 % ， Ti: 0. 01 ~ 0. 03%， S< 0. 04% , P< 0. 04%其余為Fe。其中選用C含量為3.Q~3.3%， C可促進材料的石墨化，采用本發明的含量 范圍能保證獲得細片狀石墨，增加模具的熱傳導性。
本發明選用Si含量為2.1-2.8%; Si成分的選用可以促進材料石墨化 的形成，提高材料抵抗激冷激熱交變應力的能力，。
加入含量為0. 5 ~ 0. 8 %的Mn可以抵消組份中不可避免成分硫的有害作 用，并能間接地促進石墨化，提高金屬模具的綜合性能。
V和Ti的的加入可使金屬模具的耐熱性能顯著地提高，因為釩鈦元素的 固溶和析出強化了基體組織；同時還使金屬模具具有致密的組織，提高了模 具的強度和屈服極限。
同時，還需控制不可避免的S和P均小于0. 07% ，以防止模具在激冷激 熱狀態下脆性的產生。
本發明還在金屬模具的底部和兩側壁中沿縱向方向鑄入有3個加強鋼筋 1，以進一步提高金屬模具的強度、剛性和抗裂性能。
實施例1
金屬模具的組份以重量百分比計為C 3. 0% 、 Si 2. 1 % 、 Mn 0. 5 % 、 S < 0. 07 % 、 P < 0. 07 % 、 V 0. 1 % 、 TiO. 01 % ，其余為Fe,采用此材質制造的 金屬模具延伸率好、彈性模數較低，耐熱疲勞性能好。已有技術的金屬模具 一般使用9次即開始開裂，到30次基本全部開裂；而本發明的金屬模具使用 30次以上基本不開裂，是已有技術的l倍以上。
實施例2
鑄鐵機金屬模具的組份采用C 3. 3 % 、 Si 2. 8 % 、 Mn 0. 8 % 、 S < 0. 04 % 、 P < 0. 04 % 、 V 0. 2 % 、 TiO. 03% ,其余為Fe，采用此材質制造的鑄鐵 機金屬模具的強度好，耐熱疲勞性能好，具有較長的使用壽命。已有技術的 金屬模具一般使用到30次基本已全部開裂；而本發明的金屬模具能夠使用 50次以上，是已有技術的l倍以上。實施例3
金屬模具采用以下成分為C 3. 1。/o、 Si 2.5%、 Mn 0. 6 Q/。 、 S < 0. 05 %、 P <0. 05%、 V 0.15%、 TiO. 02% ，其余為Fe，采用此材質制造的金 屬模具延伸率好、彈性模數較低，耐熱疲勞性能好，壽命長，是已有技術使 用壽命的2倍。
實施例4
金屬模具成分為C 3. 2% 、 Si 2. 3% 、 Mn 0. 7 % 、 S < 0. 04% 、 P < 0. 04 %、 V 0.2%、 TiO. 01% ，其余為Fe，采用此材質的鐵模延伸率好、彈性模 數較低，耐熱疲勞性能好，金屬模具的剛性和抗裂性能有很大提高。本發明 的金屬模具可使用60次以上。
實施例5
參照附圖l和附圖2，本發明在其組份合理配比并且使用性能有了很大 提高的基礎上，還在其金屬模具底部的中間部位和兩側壁的中間部位沿模具 的縱向方向鑄入有3個與模具的縱向長度相同長度的加強鋼筋1，從而使金 屬模具的強韌性、抗裂性能得到進一步提高，使用壽命得以延長，至少可使 用60次以上，是已有技術的1 - 2倍。
權利要求
1、一種鑄鐵機用金屬模具，其特征在于金屬模具的組份以重量百分比計為C3.0～3.3％，Si2.1～2.8％，Mn0.5～0.8％，V0.1～0.2％，Ti0.01～0.03％，其余為Fe和其它元素。
2、 根據權利要求1所述的鑄鐵機用金屬模具，其特征在于金屬模具的 組份以重量百分比計為C: 3. 1 ~ 3. 2 % , Si: 2. 3 ~ 2. 5 % ， Mn: 0. 6 ~ 0. 8 % ， V: 0. 1 ~ 0. 2%， Ti: 0. 01 ~ 0. 03%,其余為Fe和其它元素。
3、 根據權利要求1所述的鑄鐵機用金屬模具，其特征在于所述的其它 元素S<0. 07%， P<0. 07%。
4、 根據權利要求1所述的鑄鐵機用金屬模具，其特征在于所述的其它 元素S < 0. 04 % , P < 0. 04 % 。5、 一種鑄鐵機用金屬模具，其特征在于在金屬模具的底部和兩側壁中 沿縱向方向鑄入有若干個加強鋼筋。
全文摘要
本發明公開了一種鑄鐵機用金屬模具，該金屬模具的組份以重量百分比計為C 3.0～3.3％，Si 2.1～2.8％，Mn 0.5～0.8％，S＜0.07％，P＜0.07％，V 0.1～0.2％，Ti 0.01～0.03％，其余為Fe和其它元素；本發明的效果是在急冷急熱條件下工作，具有良好的導熱性能，足夠的強度和延伸率，較小的熱膨脹系數，低的彈性模數等良好的耐熱疲勞性能，同時還可在金屬模具結構的底部及兩邊設置鑄入加強鋼筋，以提高金屬模具的強韌性和抗裂性能。
文檔編號B22D7/06GK101418412SQ20081018274
公開日2009年4月29日 申請日期2008年12月4日 優先權日2008年12月4日
發明者藩 何, 武廣波, 賀同正, 黃興建 申請人:攀鋼集團研究院有限公司;攀枝花鋼鐵(集團)公司;攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司