專利名稱：高韌性抗磨鑄鐵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于一種新型抗磨材料。
目前，國內的45Mn2余熱淬火鍛鋼球、低碳白口鑄鐵球中錳稀土鎂球墨球、多元高鉻鑄鐵球相比，本發(fā)明提高磨件技術經濟指標，降低金屬材料消耗等方面都取得了明顯效果。
多元高鉻鑄鐵球的技術指標硬變HRC58-67沖擊韌性ak≤3.5J/cm2沖擊疲勞值≥4000次只能適應于3.0米以下的磨機使用。
45Mn2余熱淬火鍛鋼球、低碳白口鑄鐵球、中錳稀土鎂球墨鑄鐵球，噸磨耗大，易破碎，浪費金屬原材料。浪費能源、人工、經濟成本高。
本發(fā)明與多元高鉻鑄鐵球相比，實現(xiàn)在含鉻(cr)量低于10%的情況下，得到硬度高抗磨的M7c3，而且韌性好，沖擊值提高一倍以上的JG-1型抗磨鑄鐵。利用該種材質制造的磨球能夠適應直徑三米以上的大型球磨機的要求，達到磨損低、破碎率小地目的。
本發(fā)明采取的技術手段，是采用有機的爐料組成。全部用廢鋼，不用鑄造生鐵。其目的是為了凈化鐵水，減少非金屬夾雜物，特別是二次夾雜物的數(shù)量。同時，造成低碳成分，為利用碳素鉻鐵創(chuàng)造條件。
本發(fā)明合理的爐料狀態(tài)。廢鋼要除銹。所有入爐的金屬爐料需干凈純凈。
本發(fā)明采用綜合的調配化學成分。S、P是有害雜質采取實際可能之手段使其含最低。所以Mn含量要高些。為此，Mn含量控制在1.00-2.50%。Si影響殘余奧氏體含量。同時，還降低碳在奧氏體中的熔解度。因此，控制含Si量較低∠0.4-1.00%。C是影響抗磨鑄鐵綜合性能的主要因素。在其它元素一定的條件下，隨著含C量增加硬度提高。但韌性下降，特別超過一定量時，易破碎。
Re、V、Ti等合金元素是形成碳化物的元素，并起到細化晶粒，純凈晶介，彌散變質等綜合作用，提高抗磨性和韌性。綜合考慮并經過多次試配篩選，最終確定成分為(%)C2.00-3.00 V0.15-0.50Si0.4-1.00 Ti0.10-0.30Mn1.00-2.50 Re0.05-0.10Mo0.20-1.00 P、s≤0.05Cu0.20-0.80 Mg0.02-0.10
Cr6.00-10.00 Ca0.05-0.10B0.05-0.10 稀土為混合稀土本發(fā)明采用良好的熔煉工藝。采用中頻感應電爐熔煉。快速熔化，調制適宜的覆蓋劑，防止鐵水裸露，防止氧化;低碳配料強化增碳效果;高溫壓入鐵合金，減少燒損。
本發(fā)明選用適宜地過熱溫度和過熱時間。全面凈化鐵水。過熱溫度到1500℃并延長過熱時間，以細化碳化物，排除雜質，凈化鐵水，純凈晶介。
本發(fā)明采用雙重復合變質孕育處理。在1500℃過熱10分鐘后，加入0.5%的鈦鐵、稀土硅鐵、錳鐵、硼鐵及鈉鈣鹽類組成的變質孕育劑進行第二次處理。
本發(fā)明熱處理規(guī)范是采用緩慢升溫，分級熱處理，減少應力。
一、熱處理設備(1)、RJX-75-9箱式電阻爐(淬火用)(2)、RJX-45-9箱式電阻爐(回火用)二、熱處理工藝規(guī)范工藝規(guī)范淬火+回火(1)淬火(a)，淬火溫度960℃;
(b)，淬火保溫時間4-6小時;
(c)，淬火方式空淬。
(2)回火(a)回火溫度260℃;
(b)保溫時間4小時;
(c)冷卻方式隨爐冷卻。
實施例本發(fā)明在黑龍江省雙鴨山發(fā)電廠裝機試驗情況如下使用雙鴨山發(fā)電廠鑄造廠生產的JG-1型抗磨鑄鐵球300噸。自1988年11月14日在1＃機組兩臺DTM380/830-3型球磨機(注球磨機直徑3.80米，長度8.70米，裝球量95T，小時生產率50T/h，電機1000Kw)進行裝機考核。到1989年9月15日大修倒磨清倉，效果良好。磨耗為65克/噸，破碎率僅為0.01%。大大低於能源部規(guī)定，幾年內達到350克/噸的奮斗目標。
1989年10月17日又繼續(xù)裝兩臺磨，其效果更為理想。到1990年1月未止，未填磨球，磨機運轉正常。小時生產力為60T/H，煤粉質量合格，確保1＃機組安全經濟發(fā)電，磨耗不足50克/噸。
僅1＃機組使用JG-1型抗磨鑄鐵磨球，一年，就可節(jié)約鋼材300噸，節(jié)約資金50多萬元，與合金鋼、軸承鋼鑄球或鍛鋼球相比，其壽命提高八倍。社會效益和經濟效益十分顯著。
權利要求
1.本發(fā)明是一種新型抗磨金屬材料。其特征是采用有機的爐料組成、合理的爐料狀態(tài)，綜合的調配化學成分、良好地熔煉工藝、適當?shù)倪^熱溫度和過熱時間、全面凈化鐵水，雙重復合變質孕育處理和相當?shù)臒崽幚硪?guī)范等有效措施及手段，研制出性能好、指標先進的JG-1型抗磨鑄鐵。
2.根據權利要求1所述，采用有機的爐料組成。全部用廢鋼，不用鑄造生鐵。其目的是為了凈化鐵水，減少非金屬夾雜物，特別是二次夾雜物的數(shù)量。同時，造成低碳成分，為利用碳素鉻鐵創(chuàng)造條件。
3.根據權利要求1、2所述，合理的爐料狀態(tài)。廢鋼要除銹，所有入爐的金屬爐料需干燥純凈。
4.根據權利要求1、2、3所述，綜合的調配化學成分。S、P是有害雜質，采取實際可能之手段使其含量最低。Mn含量要高一些，Mn含量控制在1.00-2.50%。Si影響殘余奧氏體含量，同時還降低碳在奧氏體中的熔解度。因此，控制含硅量在0.4-1.00%。C是影響抗磨鑄造綜合性能的主要元素。在其它元素一定條件下，隨著含C量增加硬度提高，但韌性下降。特別是超過一定量時易破碎。Re、V、Ti等合金元素，是形成碳化物的元素，并起到細化晶粒、純凈晶介、彌散變質等綜合作用，提高耐磨性和韌性。綜合效率，并經過多次試配篩選，最終確定成分為C2.00-3.00 V0.15-0.50稀土為混合稀土Si0.4-1.00 Ti0.10-0.30Mn1.00-2.50 Re0.05-0.10Mo0.20-1.00 P、s≤0.05Cu0.20-0.80 Mg0.02-0.10cr6.00-10.00 ca0.05-0.10B0.05～0.10
5.根據權利要求1、2、3、4所述，良好的熔煉工藝。采用中頻感應電爐熔煉。快速熔化，調制適宜的覆蓋劑，防鐵水裸露，防止氧化。低碳配料，強化增碳效果。高溫壓入鐵合金，減少燒損。
6.根據權利要求1、2、3、4、5所述，適宜的過熱溫度和時間，全面凈化鐵水，過熱溫度到1500℃，并延長過熱時間，以細化碳化物，排除夾雜。凈化鐵水，為的是達到純凈晶介地目的。
7.根據權利要求1、2、3、4、5、6、所述，雙重復合變質孕育處理。在1500℃過熱10分鐘后，加入0.50%的鈦鐵，進行第一次孕育處理。在包內用由碳素鉻鐵、鈦鐵、稀土硅鎂、錳鐵、硼鐵及鈉、鈣類組成的變質孕育劑進行第二次處理。
8.根據權利要求1、2、3、4、5、6、7所述，相應的熱處理規(guī)范是采取緩慢升溫分級熱處理，減少應力。淬火和回火1、淬火(a)，淬火溫度960℃;(b)，淬火保溫時間4-6小時(c)，淬火方式空淬2、回火(a)，回火溫度260℃;(b)，保溫時間4小時;(c)，冷卻方式隨爐冷卻
全文摘要
高韌性抗磨鑄鐵采用有機的爐料組成、合理的爐料狀態(tài)、綜合地調配化學成分、良好地熔煉工藝、適當?shù)剡^熱溫度和過熱時間、全面的凈化鐵水、雙重復合變質孕育處理和相應的熱處理工藝規(guī)范等有效措施及手段，研制出性能好、成本低、指標先進的一種抗磨鑄鐵。使用該種新材質制造的磨球，能夠適應直徑3.5米以上的大型球磨機，達到噸磨耗＜65克/噸、破碎率＜1％。其特點是合金元素比多元高銘鑄鐵大幅度降低，機械性能提高，硬度與其相當，而沖擊韌性提高一倍以上，ak＞8J/cm
文檔編號C22C33/08GK1051763SQ9010079
公開日1991年5月29日 申請日期1990年2月15日 優(yōu)先權日1990年2月15日
發(fā)明者肖耀新, 肖軍 申請人:佳木斯工學院