[发明专利]一种耐高温抗磨白口铸铁件及生产方法

说明书

技术领域

本发明型涉及一种金属材料及生产方法，特别是具有高硬度的耐高温抗磨白口铸铁件及生产方法。 

背景技术

白口铸铁是一种不含石墨的铸铁，白口铸铁中的碳以渗碳体形态存在，其断面为灰白色，是一种良好抗磨材料。白口铸铁有较高的硬度和脆性，不能承受冷、热加工，只能直接用于铸造。工业中一般白口铸铁材质的硬度铸态或去应力态HRC≥53、硬化态或硬化去应力态HRC≥58。现有白口铸铁材料尽管可以达到较高的硬度，但仍然不能满足现实工业中某些需要在高温状态下具有更高硬度、更长寿命要求的耐磨铸件：如温度大于400℃、在特殊恶劣环境中工作的自动加热装备中炉门门轴的高温耐磨套、喷油嘴、树脂砂高速连续混砂机的耐酸耐磨叶片、破碎机中的格栅板、树脂砂再生机中的耐磨环、抛丸机的叶片、护板、护套、垂直分型造型线中的型腔底板等零件。

发明内容

本发明用于克服已有技术的缺陷，提供一种铸态硬度HRC≥61的耐高温抗磨白口铸铁件及生产方法。

本发明所称问题是以下技术方案解决的：

一种耐高温抗磨白口铸铁件，其特别之处是，所述白口铸铁件的化学成分按照质量分数百分比计为：C 3.0-3.5%；Cr 30-36%；Mo 1.8-2.5% ；Si≤1% ；Ni1.0-2.0%；Mn 1.05-1.5%；B 0.5-1.0%；P≤0.10%;S≤0.08%，余量为Fe，所述白口铸铁的铬碳比值需满足Cr/C=8.5-12。

上述耐高温抗磨白口铸铁件，所述白口铸铁件优选化学成分按照质量分数百分比计为：C 3.2-3.4%；Cr 34-36%；Mo 2.0-2.4% ；Si≤1% ；Ni1.6-1.8 %；Mn 1.2-1.3%；B 0.8-0.9 %；P≤0.10%;S≤0.08%，余量为Fe。

上述耐高温抗磨白口铸铁件，其物理性能如下：

   铸态保温慢冷硬度：HRC≥61， 组织为不规则排列的板条状共晶渗碳体+奥氏体及转化物；

铸件淬火回火后硬度：HRC≥66，组织为规则排列的板条状共晶渗碳体+二次渗碳体+奥氏体转化物；

上述白口铸铁件700℃时的硬度HRC≥61。

一种耐高温抗磨白口铸铁件的生产方法，它包括熔炼、浇注工序，在所述熔炼工序中将废钢和生铁溶化后，按照化学成分配比加入预热到200℃的钼铁、镍铁、高碳铬铁、微碳铬铁，完全熔化后加入中碳硼铁，然后加入锰硅脱氧，取样调整成分至要求，铁水1500-1530℃进入浇注工序；在所述浇注工序中，铸件浇注后立即采用保温冷却，防止铸件产生裂纹。

上述耐高温抗磨白口铸铁铸件的生产方法，所述保温冷却采用温度≥40℃热砂子将铸件全部严密覆盖，砂子外部再扣上铁桶，铁桶下部用砂子封严，保温，至铸件冷却。

上述耐高温抗磨白口铸铁件的生产方法，所述保温冷却将铸件置放到保温炉中，炉温保持500-700℃，保温时间1-3小时，打开炉门冷却至室温。

上述耐高温抗磨白口铸铁件的生产方法，对所述白口铸铁件进行淬火及回火热处理，淬火加热温度1000-1080℃，空冷；回火加热温度为200℃。

本发明针对进一步提高白口铸铁的硬度进行了改进，其特点之一是提供了耐高温抗磨白口铸铁件的化学成分配比，并提出化学成分配比中铬与碳的比值为Cr/C=8.5-12。这种高铬白口铸铁件，铬元素可以改变共晶碳化物类型，改善碳化物的形态，提高铸件的硬度和耐磨性。特点之二是在白口铸铁件中添加了0.5-1％的硼元素，硼元素进入碳化物，形成硬度较高的化合物，从而增强基体对碳化物的支撑作用，也稳定了铸件的高温硬度和耐磨性。特点之三是添加镍元素、钼元素，镍元素为了抵消高碳和硼对铸件韧性的影响，降低铸件的裂纹趋势；钼元素可以强化基体，提高铸件的淬透性。特点之四是在工艺上采取了浇注后保温冷却，以防止由于高碳和硼元素对白口铸铁件产生热裂趋势。上述特点使本发明铸铁件铸态保温慢冷状态硬度：HRC≥61；淬火回火后硬度：HRC≥66，在700℃温度下仍可以保持硬度HRC≥61，其耐腐蚀性也优于现有白口铸铁件，特别适合用作高温条件下工作的耐磨工件。

具体实施方式

本发明所述耐高温抗磨白口铸铁件，其化学成分采用高碳、高铬，并添加硼、镍、钼元素，其主要元素在钢中的作用分析如下：