專利名稱：一種抗磨鑄鐵材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種抗磨鑄鐵材料。
背景技術：
我國鉻系抗磨鑄鐵材料經歷了由低鉻鑄鐵到高鉻鑄鐵發展的歷史階段，尤其是在 20世紀70年代后期，高鉻鑄鐵材料得到了空前的發展，應用領域不斷拓寬，如用高鉻鑄鐵材料生產制備的冶金軋輥、雜質泵過流部件、襯板、錘頭、鋼球等。高鉻鑄鐵材料由于合金元素含量高，共晶碳化物(M7C3)呈斷續網狀分布，硬度(HRC)和沖擊韌性(ak)值高，特別是在制備水泥工業球磨機耐磨襯板時，表現了優異的耐磨性，使用壽命是普通高錳鋼襯板的4-8 倍，是中合金鋼襯板的3-6倍，深受市場青睞。但是，由于單一鉻(Cr)合金化鑄鐵的淬透性和韌性不足，導致鑄件心部抗磨能力差或發生早期裂斷。為提高淬透性和淬硬性，傳統的解決方法是必須添加鉬(Mo)、鎳(Ni)、 銅(Cu)、鎢(W)等貴重合金元素來加以改善，如著名的美國climax公司的Crl5- Mo2- Cul 和Cr20- Mo2- Cul等牌號高鉻抗磨鑄鐵，我國GB/T8263-—2010《抗磨白口鑄鐵件》中的BTMCrl5Mo2Cu和GB/T24597-—2009《鉻錳鎢系抗磨鑄鐵件》中的BTMCr 12Mn3W2及 BTMCrl8Mn3W2等，均未能從根本上擺脫材料對鉬等貴重金屬的使用。同時，大量使用這些貴重金屬會導致抗磨鑄鐵材料的制造成本增加，而且這些元素都是國家稀缺性的戰略資源， 勢必制約抗磨鑄鐵材料的發展。有文獻報道，“以錳代鉬”制造高鉻鑄鐵雜質泵過流部件，如《機械工程師》雜志 1990年1期“高碳高鉻錳抗磨鑄鐵的研制與應用”和《熱加工工藝》雜志1999年6期“新型高鉻錳耐磨鑄鐵葉輪的研制”以及《有色設備》雜志2006年1期“高鉻錳耐磨鑄鐵在渣漿泵過流件上的開發應用”等，但是，這種采用“以錳代鉬”的鑄鐵材料中錳(Mn )元素含量過高，易形成晶粒粗大組織，還會導致材料殘余奧氏體的增加，最終影響材料耐磨性的提高。

發明內容
本發明的目的是提供一種低成本的不含有鉬、鎳、鎢的鑄鐵材料，同時提高鑄鐵材料的耐磨性、抗沖蝕性、淬硬性和淬透性。為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是一種抗磨鑄鐵材料，是由以下重量百分比的組分制成:C 2. 0-3. 2%, Si 0. 6-1. 2%, Mn 2. 0-3. 5%, Cr 12-22%，CuO-O. 6%, V 0. 06-0. 3%, Ti 0. 02-0. 15%, B0. 001-0. 003%, Al 0. 02-0. 06%, RE 0. 02-0. 15%, S 彡 0. 06%, P^O. 1%，余量為鐵和不可避免的雜質。所述Cr和C的質量比Cr/C彡5。所述的RE為Y。本發明的抗磨鑄鐵材料的制備方法如下采用750kg中頻電爐熔煉，潮型石英砂造型加冒口補縮的鑄造工藝，按照上述化學成分配料工藝單要求配制熔煉鐵液，爐前進行成分分析，調整C、Cr平衡，并予脫氧、終脫氧，用測溫儀測溫合格后，傾出鐵液澆注，澆注溫度1360-1420°C。隨爐澆注Φ4.2Χ13πι水泥球磨機階梯溝槽襯板一批，并隨爐同箱澆注附鑄試塊90 X 90 X 90mm—個，采用850—950°C空冷，250—450°C回火的熱處理工藝制度。本發明的抗磨鑄鐵材料可以用于生產襯板、錘頭或鋼球。本發明的抗磨鑄鐵材料中，采用合適的錳(Mn)及微量的硼(B)合金替代鉬、鎢、 鎳等貴金屬元素，極大的降低了鑄鐵材料的生產成本，同時采用合適的錳(Mn)及微量的硼 (B)合金提高鑄鐵材料的淬透性和淬硬性。添加的RE為稀土變質劑，對鑄鐵材料進行變質處理，RE的加入量較少，可以采用常規的輕稀土或/和重稀土。作為優化的選擇，采用Y基重稀土予以變質處理，Y基重稀土的變質效果略優于Ce基輕稀土 這是因為Y具有較強的凈化晶界、減少晶界有害元素和夾雜的偏聚，改善夾雜物的形態、大小和分布，相應減少了應力集中，減少了裂紋源，提高了晶界的結合強度，達到晶界強化的作用，從而提高材料的強度、韌性，減少剝落磨損。其次是明顯細化晶粒，消除鑄態下粗大的柱狀晶和樹枝晶組織，達到晶界強化的作用，從而提高材料的強度、韌性。三是可改善碳化物的形態和分布，細化碳化物，將由原來的網狀、骨骼狀趨于島狀、塊狀、菊花狀或粒狀分布，并且分布均勻化，減少了碳化物對基體的割裂作用等。以下通過對比可以看出，Y基稀土可以提高鑄鐵材料各項性能。如以下附表所示
權利要求
1.一種抗磨鑄鐵材料，其特征在于是由以下重量百分比的組分制成C 2.0-3.2%， Si 0. 6-1. 2%, Mn 2. 0-3. 5%, Cr 12—22%，Cu 0-0. 6%, V 0. 06-0. 3%, Ti 0. 02-0. 15%, B0. 001-0. 003%, Al 0. 02-0. 06%, RE 0. 02-0. 15%, S 彡 0. 06%, P 彡 0. 1%，余量為鐵和不可避免的雜質。
2.根據權利要求1所述的抗磨鑄鐵材料，其特征在于所述Cr和C的質量比Cr/C>5。
3.根據權利要求1或2所述的抗磨鑄鐵材料，其特征在于所述的RE為Y。
全文摘要
本發明提供了一種抗磨鑄鐵材料，屬于鑄鐵材料技術領域。該鑄鐵材料是由以下重量百分比的組分制成C2.0-3.2%，Si0.6-1.2%，Mn2.0-3.5%，Cr12-22%，Cu0-0.6%，V0.06-0.3%，Ti0.02-0.15%，B0.001-0.003%，Al0.02-0.06%，RE0.02-0.15%，S≤0.06%，P≤0.1%，余量為鐵。本發明的抗磨鑄鐵材料中，采用合適的錳(Mn)及微量的硼(B)合金替代鉬、鎢、鎳等貴金屬元素，極大的降低了鑄鐵材料的生產成本，同時采用合適的錳(Mn)及微量的硼(B)合金提高鑄鐵材料的淬透性和淬硬性。本發明可以用于制備襯板、錘頭、鋼球、冶金軋輥、雜質泵過流部件等耐磨部件。
文檔編號C22C37/08GK102330014SQ20111033765
公開日2012年1月25日 申請日期2011年10月31日 優先權日2011年10月31日
發明者李固成, 王安民, 禹彬, 陳碩 申請人:駐馬店市永誠耐磨材料有限公司