一種耐磨耐蝕麻口鑄鐵材料及制備方法技術

本發明專利技術提供一種耐磨耐蝕麻口鑄鐵材料及制備方法，該材料具有良好的性能。其制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。該材料以麻口鑄鐵為基體，在基體中分布著由鐵絲形成的金屬絲團，所用鐵絲直徑為1-2mm，金屬絲團的直徑為10-15cm，鐵絲占材料的體積百分比為5-40%。??

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于金屬材料領域，涉及一種耐磨耐蝕麻口鑄鐵材料及其制備方法。
技術介紹
在金屬材料領域中，耐磨耐蝕鑄鐵作為低成本耐磨耐蝕材料一直受到普遍重視。張山綱等在鑄造技術2003年第2期研究了低合金抗磨麻口鑄鐵的設計與制備。 試驗材料的主要化學成分叫為2. 5% 3. 5% C ；1. 0% 2. 0% Si ；0. 5% 1 .5% Mn ；0. 5% -2. 0% (Ni+Cu)；小于1. 0% Cr、Mo。但是麻口鐵主要由滲碳體組成， 滲碳體雖硬但脆。材料的韌性低。不利于材料耐磨耐蝕性能的提高。CN201010150314. 1號申請公開一種稀土高硅鎳鉻合金鑄鐵，它包括Fe、Cr、Ni、 Mo、Cu、Si、Mn、C、S、P及微量元素Nb、V、Zr、N和Re，在電爐中熔煉而成；其合金成份(按重 量百分比)組成:Cr :0. 50 18. 80,Ni 0. 10 21. 50,Mo 0. 15 3. 80,Cu 0. 20 3. 50、 Si 2. 50 18. 50,Mn :0. 60 1. 20,C :0. 80 3. 20,S :0. 02 0. 15,P :0. 10 0. 20,Re 0. 50 3. 20、Nb、V、Zr、N 適量、Fe 余量。該鑄鐵含有大量的脆性化合物，材料的韌性和抗拉強度都受到了很大的限制。
技術實現思路
本專利技術的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種耐磨耐蝕麻口鑄鐵材料，該材料 具有良好的性能。本專利技術的另一目的是提供一種耐磨耐蝕麻口鑄鐵材料的制備方法，該制備方法工 藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。本專利技術的目的是通過以下技術方案實現的一種耐磨耐蝕麻口鑄鐵材料，該材料以麻口鑄鐵為基體，在基體中分布著由鐵絲形成 的金屬絲團，所用鐵絲直徑為l_2mm，金屬絲團的直徑為10-15cm，鐵絲占材料的體積百分 比為5-40% ；麻口鑄鐵基體的化學成分的重量百分含量C為2. 3% 2. 8%，Si為2. 2% 2. 4%, Mn 為 0. 2-0. 4%, Y 為 0. 5-1. 2%, Ρ<0· 08%, S <0. 25%,其余為 Fe ；鐵絲的化學成分的重量百分含量為C為0. 08-0. 10%, Si為0. 25% 0. 35%, Mn為 0. 35-0. 4%, P<0. 02%, S <0.025%,其余為 Fe。基體中還分布有少量Ni3C、Ni3Si、Cr3Si和Cr23C6顆粒。一種耐磨耐蝕麻口鑄鐵材料的制備方法，其特征在于它包括以下步驟 鍍鉻鐵絲和鍍鎳鐵絲的準備取直徑為l_2mm、成分重量百分含量C為0. 08-0. 10%, Si為 0. 25% 0. 35%, Mn 為 0. 35-0. 4%, Ρ<0· 02%, S <0. 025%,其余為 Fe 的鐵絲，按常規方 法在一半鐵絲表面鍍鉻，另一半鐵絲表面鍍鎳；分別形成鍍鉻鐵絲和鍍鎳鐵絲，鍍層的厚度 為100-500 μ m，控制鐵絲占材料的體積百分比為5-40% ；按清潔球生產的常規方法將上述鍍鉻鐵絲和鍍鎳鐵絲各取一根絲形成球狀的混合雙3絲金屬絲團，金屬絲團直徑為10-15cm，將若干金屬絲團放入鑄型下型型腔中，金屬絲團的 松緊程度由鐵絲占材料的體積百分比決定，保證金屬絲團正好放滿鑄型；布置完畢后，將鑄 型的上型蓋于下型上，合箱完畢后等待鐵水澆注；麻口鑄鐵材料基體的準備按重量百分含量C為2. 3% 2. 8%，Si為2. 2% 2. 4%, Mn 為0.2-0.4 Y為0.5-1. 2 P<0. 08%, S <0. 2596，其余為！^的麻口鑄鐵原料進行配料； 麻口鑄鐵原料在感應電爐中熔化，形成液態鐵水，熔化溫度為1460-1490°C ；將上述麻口鑄鐵鐵水澆入裝有金屬絲團的干砂鑄型，液態鐵水將鍍鉻鐵絲和鍍鎳鐵絲 包圍，然后冷卻凝固，形成以麻口鑄鐵為基的其中分布有金屬絲團的材料。本專利技術相比現有技術的有益效果如下1、本專利技術的麻口鐵含有大量的滲碳體，因此硬度高，具有很好的耐磨耐蝕性能。2、材料中鐵絲自身具有相當的強度和較高的韌性。鐵絲和麻口鐵的基體都是鐵。因此 鐵絲和麻口鐵很容易結合起來，形成很好的冶金結合。這樣，鐵絲分布在脆性麻口鐵中，對 材料具有很好的增強增韌作用。3、當鐵水進入鑄型型腔與鐵絲接觸，鐵絲表面的Ni和Cr熔于鐵水，鐵水中的C、 Si和鐵絲表面的Ni和Cr反應形成Ni3Si、Cr3Si、Ni3C和Cr23C6，促進鐵水中的C以碳化 物的形式析出，分布于基體中，這些反應物比滲碳體硬度更高。形成的這種特殊化合物進一 步提高了材料的耐磨耐蝕性。4、Y對麻口鐵的組織具有顯著細化的作用，對于麻口鐵的增韌有重要的作用。另 外C和Y也會形成C和Y化合物Y2C，分布于基體中也有助于材料耐磨耐蝕性的提高。本 專利技術材料中P、S為中的雜質，控制在允許的范圍。5、本專利技術材料不用貴重元素，主要合金元素又鐵絲帶入，鐵絲材料成本低，制備工 藝簡便，生產成本低，生產的合金材料性能好，而且非常便于工業化生產。本專利技術的材料性能見表1。附圖說明圖1為本專利技術實施例一制得的鐵絲增強含釔耐磨耐蝕麻口鑄鐵材料的金相組織。圖1可以看到在麻口鑄鐵與鐵絲結合良好。具體實施例方式以下各實施例僅用作對本專利技術的解釋說明，其中的重量百分比均可換成重量g、kg 或其它重量單位。以下鐵絲均為市購，鍍層自制。實施例一鍍鉻鐵絲和鍍鎳鐵絲的準備取成分重量百分含量C為0. 08%, Si為0. 25%, Mn為 0. 35%, P<0. 02%, S <0. 025%,其余為！^的鐵絲，鐵絲直徑為1mm。控制鐵絲占材料的體積 百分比為5%。按常規方法在一半鐵絲表面鍍鉻，另一半鐵絲表面鍍鎳；分別形成鍍鉻鐵絲和鍍 鎳鐵絲，兩者長度相當，鍍層的厚度均為ΙΟΟμπι;按清潔球生產的常規方法將上述鍍鉻鐵絲和鍍鎳鐵絲各取一根絲形成球狀的混合雙 絲金屬絲團(兩根絲同時成形，形成雙絲金屬絲團，成型可按洗碗用的清潔球或稱鋼絲球的4方法)，金屬絲團直徑為15cm，將若干金屬絲團放入鑄型下型型腔中，金屬絲團的松緊程度 由鐵絲占材料的體積百分比決定，保證金屬絲團正好放滿鑄型；布置完畢后，將鑄型的上型 蓋于下型上，合箱完畢后等待鐵水澆注；麻口鑄鐵材料基體的準備按重量百分含量C為2. 3%，Si為2. 2%, Mn為0. 2%, Y為 0. 5%, P<0. 08%, S <0. 25%,其余為!^e的麻口鑄鐵原料進行配料；麻口鑄鐵原料在感應電 爐中熔化，熔化溫度為1465-1475°C ；將上述麻口鑄鐵鐵水澆入裝有金屬絲團的干砂鑄型，液態鐵水將鍍鉻鐵絲和鍍鎳鐵絲 包圍，然后冷卻凝固，形成以麻口鑄鐵為基的其中分布有金屬絲團的材料。實施例二麻口鑄鐵材料基體成分按重量百分含量c為2. 8%，Si為2. 4%, Mn為0. 4%, Y為1. 2%, P<0. 08%, S <0. 25%,其余為！^進行配料。鐵絲成分的重量百分含量C為0. 10%, Si為0. 35%, Mn為0. 4%, P<0. 02%, S <0. 025%,其余為狗。鐵絲直徑為2mm。控制鐵本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種耐磨耐蝕麻口鑄鐵材料，該材料以麻口鑄鐵為基體，在基體中分布著由鐵絲形成的金屬絲團，所用鐵絲直徑為１－２ｍｍ，金屬絲團的直徑為１０－１５ｃｍ，鐵絲占材料的體積百分比為５－４０％；麻口鑄鐵基體的化學成分的重量百分含量：Ｃ為２．３％～２．８％，Ｓｉ為２．２％～２．４％，Ｍｎ為０．２－０．４％，Ｙ為０．５－１．２％，Ｐ＜０．０８％，Ｓ＜０．２５％，其余為Ｆｅ；鐵絲的化學成分的重量百分含量為：Ｃ為０．０８－０．１０％，Ｓｉ為０．２５％～０．３５％，Ｍｎ為０．３５－０．４％，Ｐ＜０．０２％，Ｓ＜０．０２５％，其余為Ｆｅ。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙浩峰，王玲，朱文亞，
申請(專利權)人：南京信息工程大學，
類型：發明
國別省市：84