專利名稱：用于防爆電機鑄件生產的合金鑄鐵材料的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種用于防爆電機鑄件生產的合金鑄鐵材料，屬于防爆電機鑄件的新材料領域。
背景技術：
目前防爆電機以其較高的安全保證性能已經廣泛應用于各種危化行業，特別是易燃易爆場所，如煤礦、石油天然氣、石油化工、化學行業以及紡織、冶金、城市煤氣、交通、糧油加工、造紙、醫藥等部門廣泛應用。防爆電機作為主要的動力設備，通常用于驅動泵、風機、壓縮機和其他動力機械。我國近些年在防爆電機的制造水平上和整體的防爆性能上已經有了較大的進步，但是在一些環境極端惡劣如高寒(_40°C )和晝夜溫差極大等環境下， 采用的防爆電機仍然需要進口。防爆電機在安全性能穩定性上起決定作用的主要是兩個方面，一是防爆原理結構的設計是否合理先進，二是使用的材料的穩定性。在材料的穩定性上主要是設計的隔爆面的間隙不因材料的線性膨脹而變化。目前我國在防爆電機鑄件的材料上主要應用鑄鋼、鋼板焊接、HT200灰鑄鐵和HT250灰鑄鐵，但是這些材料在低溫強度和線性膨脹系數上并不適用于高寒和晝夜溫差極大的惡劣環境。最近幾年也有研究鋁合金和鋁鎂合金作為防爆電機鑄件的結構性材料，但是只能應用在一部分微型和小型防爆電機上， 中大型防爆電機不能使用。

發明內容
根據現有技術的不足，本發明要解決的技術問題是提供一種用于防爆電機鑄件生產的合金鑄鐵材料，既能滿足良好的結構性能、鑄造成型性能、切削加工性能、良好的低溫強度，滿足極端環境下的結構受力和氣體爆炸壓力的考驗，又有較低的線性膨脹系數，滿足高寒和溫差極大環境下確保防爆電機隔爆面的設計間隙。本發明解決其技術問題所采用的技術方案是提供一種用于防爆電機鑄件生產的合金鑄鐵材料，其特征在于由生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、增碳劑、銅、孕育劑經過電爐熔煉，再經過爐前變質孕育處理，最后經澆注成型冷卻得到本種材料。所述的生鐵使用低鈦(含鈦的質量分數< 0.05% )、低磷(含磷的質量分數 ^ 0. 06% )、低錳(含錳的質量分數彡0. 3% )的18#生鐵。所述的廢鋼采用無銹一級廢鋼(厚度彡6mm)。所述的硅鐵采用75#硅鐵。所述的錳鐵采用65#錳鐵。所述的增碳劑采用含碳質量> 95%的煅燒石油焦增碳劑。所述的孕育劑采用硅鋇孕育劑。所述的原材料配比為生鐵10 20%，廢鋼70 90%，硅鐵1 2%，錳鐵1 2%，增碳劑2 5%，銅02 0.3%，孕育劑0.5 0.8%。本材料的化學成分為C%3. 1 3. 25，Si % 1. 8 2. 1，Mn % 0. 7 0. 9，P %< 0. 07，S%< 0. 05，0. 04，Cr%< 0. 1，Cu% 0· 2 0· 3。本材料的拉伸強度彡275 325MPa，硬度HB170 220，231°下極限強度300 !350MPa，23;3K°下沖擊韌性8-lOJ/cm2，293K°下線性膨脹系數彡8*10_7Κ°。本發明的有益效果是本材料既能滿足良好的結構性能、鑄造成型性能、切削加工性能、良好的低溫強度，滿足極端環境下的結構受力和氣體爆炸壓力的考驗，又有較低的線性膨脹系數，滿足高寒和溫差極大環境下確保防爆電機隔爆面的設計間隙。
具體實施例方式下面結合實施例對本發明做進一步描述。實施例1產品為防爆電機零件電機殼體，單件重量35. 5kg，型號為130，平均壁厚10mm，樹脂砂造型工藝。熔煉該種合金鑄鐵的原材料配比為生鐵10%，廢鋼84.4%，硅鐵1.3%， 錳鐵1. 2%，增碳劑2. 3%，銅0. 2%，經過中頻感應電爐熔化，溫度達到1520°C后，經過光譜儀檢測對成分進行微調，經過爐前變質孕育處理而成，孕育劑0. 6%，其中生鐵使用低鈦、低磷、低錳18#生鐵；廢鋼采用無銹一級廢鋼(厚度> 6mm)；硅鐵采用75#硅鐵；錳鐵采用65# 錳鐵；增碳劑采用含碳質量為96%的煅燒石油焦增碳劑；孕育劑采用硅鋇孕育劑。澆注于電機鑄件的砂型型腔內得到防爆電機機殼。經過檢驗，利用該種合金鑄鐵材料得到的130型電機殼體的化學成分為C% 3. 14,Si% 1. 83,Mn% 0. 79,P% 0. 053,S%
0.032，Ti% 0. 025，Cr% 0. 06，Cu% 0. 2 ；拉伸強度 312MPa，硬度 HB182，233K° 下極限強度 340MPa,233K°下沖擊韌性8. 5J/cm2，293K°下線性膨脹系數6. 5*10_7Κ°。經過打壓試驗后> 2^ar，應用于高寒環境安全性能穩定。實施例2產品為防爆電機零件電機殼體，單件重量13^g，型號為255，平均壁厚12mm，樹脂砂造型工藝。熔煉該種合金鑄鐵的原材料配比為生鐵15%，廢鋼75. 5%，硅鐵2%，錳鐵
1.8%，增碳劑4. 9%，銅0. 3%，經過中頻感應電爐熔化，溫度達到1520°C后，經過光譜儀檢測對成分進行微調，經過爐前變質孕育處理而成，孕育劑0.5%，其中生鐵使用低鈦、低磷、 低錳18#生鐵；廢鋼采用無銹純凈一級廢鋼(厚度> 6mm)；硅鐵采用75#硅鐵；錳鐵采用 65#錳鐵；增碳劑采用含碳質量為97%的煅燒石油焦增碳劑；孕育劑采用硅鋇孕育劑。澆注于電機鑄件的砂型型腔內得到防爆電機機殼。經過檢驗，利用該種合金鑄鐵材料得到的255型電機殼體的化學成分為C% 3. 20,Si% 1. 92,Mn% 0. 81,P% 0. 049, S% 0. 028，Ti % 0. 029, Cr % 0. 03,Cu% 0. 25 ；拉伸強度 286MPa，硬度 HB178，233K° 下極限強度 335MPa,233K°下沖擊韌性8. lj/cm2，293K°下線性膨脹系數6. 7*10_6/Κ°。經過打壓試驗后> 2^ar，應用于高寒環境安全性能穩定。實施例3產品為防爆電機零件電機端蓋，單件重量63kg，型號為355，平均壁厚15mm，樹脂砂造型工藝。熔煉該種合金鑄鐵的原材料配比為生鐵20%，廢鋼74. 7%，硅鐵1. 2%，錳鐵1. 4%，增碳劑2. 0 %，銅0. 3%，經過中頻感應電爐熔化，溫度達到1520°C后，經過光譜儀檢測對成分進行微調，經過爐前變質孕育處理而成，孕育劑0. 8%，其中生鐵使用低鈦、低磷、低錳18#生鐵；廢鋼采用無銹純凈一級廢鋼(厚度> 6mm)；硅鐵采用75#硅鐵；錳鐵采用65#錳鐵；增碳劑采用含碳質量為95%的煅燒石油焦增碳劑；孕育劑采用硅鋇孕育劑。
澆注于電機鑄件的砂型型腔內得到防爆電機端蓋。經過檢驗，利用該種合金鑄鐵材料得到的355型電機端蓋的化學成分為C% 321，Si% 2. 02，Mn% 0. 82，P% 0. 055，S% 0. 035，Ti % 0. 034, Cr % 0. 05,Cu% 0. 24 ；拉伸強度 290MPa，硬度 HB192，233K° 下極限強度 342MPa,233K°下沖擊韌性9. OJ/cm2，293K°下線性膨脹系數6. 4*10_6/Κ°。經過打壓試驗后> 2^ar，應用于高寒環境安全性能穩定。
權利要求
1.一種用于防爆電機鑄件生產的合金鑄鐵材料，其特征在于由生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、 增碳劑、銅、孕育劑經過電爐熔煉，再經過爐前變質孕育處理，最后經澆注成型冷卻得到本種材料。
2.根據權利要求1所述的用于防爆電機鑄件生產的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的生鐵使用低鈦、低磷、低錳的18#生鐵。
3.根據權利要求1所述的用于防爆電機鑄件生產的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的廢鋼采用無銹一級廢鋼。
4.根據權利要求1所述的用于防爆電機鑄件生產的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的硅鐵采用75#硅鐵。
5.根據權利要求1所述的用于防爆電機鑄件生產的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的錳鐵采用65#錳鐵。
6.根據權利要求1所述的用于防爆電機鑄件生產的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的增碳劑采用含碳質量> 95%的煅燒石油焦增碳劑。
7.根據權利要求1所述的用于防爆電機鑄件生產的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的孕育劑采用硅鋇孕育劑。
8.根據權利要求1所述的用于防爆電機鑄件生產的合金鑄鐵材料，其特征在于所述的原材料配比為生鐵5 20%，廢鋼70 90%，硅鐵1 2%，錳鐵1 2%，增碳劑2 5%， 銅0. 2 0. 3%，孕育劑0. 5 0. 8%。
全文摘要
本發明涉及一種用于防爆電機鑄件生產的合金鑄鐵材料，屬于防爆電機鑄件的新材料領域，其特征在于由生鐵、廢鋼、硅鐵、錳鐵、增碳劑、銅、孕育劑經過電爐熔煉，再經過爐前變質孕育處理，最后經澆注成型冷卻得到本種材料。本材料既能滿足良好的結構性能、鑄造成型性能、切削加工性能、良好的低溫強度，滿足極端環境下的結構受力和氣體爆炸壓力的考驗，又有較低的線性膨脹系數，滿足高寒和溫差極大環境下確保防爆電機隔爆面的設計間隙。
文檔編號C22C33/08GK102400033SQ20111040376
公開日2012年4月4日 申請日期2011年12月8日 優先權日2011年12月8日
發明者周仕勇, 李興華 申請人:山東省源通機械股份有限公司