等温淬火贝氏体球墨铸铁及其应用制造技术

本发明专利技术涉及等温淬火贝氏体球墨铸铁及其应用。该等温淬火贝氏体球墨铸铁的成分重量比（ｗｔ％）为：３．５０～３．８％Ｃ，２．２～２．７％Ｓｉ，０．２～０．５％Ｍｎ，≤０．０７％Ｐ，≤０．０３％Ｓ，０．０３～０．０６％Ｍｇ，０．０１～０．０４％Ｒｅ，０．４５～０．７５％Ｃｕ，余量为Ｆｅ。等温淬火贝氏体球墨铸铁作为泵类配件或者作为拉丝机配件的用途。其优点在于：１．具有优良综合性能，易于加工制造，成本较低；２．使用寿命长，制造成本低，具有优良的耐腐蚀性能、耐磨性能以及良好的强度和塑韧性；３．等温淬火贝氏体球墨铸铁在泵类产品上的工业化生产，尤其在船用泵和矿用泵产品上的使用，以及在拉丝机配件的用途有效地提高了这两个行业的产品性能，能够带来巨大的经济效益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及贝氏体球墨铸铁领域，尤其是涉及等温淬火贝氏 体球墨铸铁及其应用，本等温淬火贝氏体球墨铸铁特别适用于泵 类配件和拉丝机配件。
技术介绍
等温淬火贝氏体球墨铸铁(Austempered Ductile Iron简称 ADI)是具有优良综合性能的新型金属材料，它兼有高强度和高塑 韧性，而且具有高耐磨性、耐冲击性和较好的耐腐蚀性等特性， 将其应用在适当的领域可以有效延长产品的使用寿命、降低成本。 在二十世纪七、八十年代，世界上包括芬兰、中国在内的少数国家 对此进行了研究和开发。随着深入研究和应用，这种材料在工程技 术领域引起专家们的浓厚兴趣和极大关注，被称为近四十年来铸 铁冶金方面的重大成就之一。九十年代以后在日本、美国、欧洲 逐步得到了广泛的推广和应用，并相继发布实施了相关的国家标 准。根据基体组织的控制和化学成分的不同，等温淬火贝氏体球 墨铸铁具有不同的性能，且制作的成本和难度也会有所不同。为了获得性能优良、成本低廉、且易于制造的贝氏体球墨铸 铁，人们进行了长期的探索，提出了各种各样的改进方案。例如， 中国专利文献公开了一种贝氏体球墨铸铁等温淬火工艺，它解决了目前等温淬火贝氏体球墨铸铁工艺中 采用盐浴不利加工，还会造成污染，加入合金元素后使成本增加 的问题，采用水做为介质的加工工艺，具有无污染，所得产品组 织、性能可以控制，质量可靠等优点。其工艺为a.将球墨铸铁 加热到奥氏体区保温；b.在水中进行冷却；c.放入等温炉中冷却；d.等温好的工件出炉冷却即可。还有人专利技术了一种贝氏体球墨铸 铁磨球及其生产工艺，该球墨铸铁磨 球的成分重量比(wt. %)为C: 3.4 3.8%; Si: 2.8 3.3%; Mn: 2. 9 3. 4 % ; Mg: 0. 03 0. 05% ; Re: 0. 03 0. 05% ; P《0. 1 %; S《0.04%;余为Fe。其生产工艺是利用中频感应电炉熔炼 结合真空实型铸造制备出球墨铸铁磨球；然后采用控制冷却热处 理工艺对磨球进行热处理以获得贝氏体复相组织；最后进行低温 回火。所制备的磨球组织主要为针状贝氏体及少量马氏体和残余 奥氏体，磨球的表面平均硬度HRC56 58，平均体积硬度HRC50 55，冲击韧性a k值在16 20J/cm2，落球次数〉20000次，具有 非常好的综合力学性能、耐磨性和冲击疲劳寿命。上述方案虽然 在一定程度上提高了产品性能，但是仍然没有从根本上解决现有 技术存在的问题。泵类产品，尤其是船用泵和矿用泵配件，长期在海水和各类 恶劣环境中工作，需要优良的耐腐蚀性能、耐磨性能以及良好的 强度和塑韧性。目前主要采用高铬铸铁制造泵体，加工困难、价 格高、塑韧性差、耐腐蚀性能和使用寿命不理想；而用铜合金制 造叶轮由存在价格昂贵的缺陷。此外，拉丝机配件如滚轮等产品， 用于生产汽车用金属杆件，为易耗件，需要有优良的耐磨性能。 目前所采用的材料，不是难以满足使用所需，使用寿命较短，就 是成本较高，难以推广应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题，提供一种具有优良综合性能， 易于加工制造，成本较低的等温淬火贝氏体球墨铸铁。本专利技术的另一目的是针对上述问题，提供一种使用寿命长， 制造成本低，具有优良的耐腐蚀性能、耐磨性能以及良好的强度 和塑韧性的泵类配件。本专利技术的另一目的是针对上述问题，提供一种使用寿命长， 制造成本低，具有优良的耐腐蚀性能、耐磨性能以及良好的强度 和塑韧性的拉丝机配件。为达到上述目的，本专利技术采用了下列技术方案本等温淬火 贝氏体球墨铸铁，其特征在于，该等温淬火贝氏体球墨铸铁的成分重量比(wt^)为3.50 3.8%C, 2.2 2.7%Si， 0. 2 0. 5%Mn， 《0. 07% P ，《0. 03% S ，0. 03 0. 06%Mg，0. 01 0. 04%Re，0. 45 0. 75%Cu,余量为Fe。本专利技术创造性选用上述成分及重量比，能够达到下述目的等 温淬火前得到铸态珠光体球墨铸铁(P含量〉50%)，以取消一般 的正火工序、提高生产效率；确保等温淬火后的基体组织和力学 性能，获得优良的产品质量，以满足使用要求。要获得铸态珠光 体球铁，其化学成分要求一般应该是高碳、低硅、高锰、加合 金；要确保等温淬火后的基体组织和力学性能应该是中锰、加 合金。综合二者需要，#考虑批量生产的经济性，确定产品的化 学成分要求为高碳、低硅、中锰、加微量合金。其中采用适量 的常规合金Cu，以取代价格昂贵的Mo、 Ni等合金元素，降低了 成本，有利于提高等温淬火效果，而且还弥补了 Mn量的降低(等 温淬火后性能要求)对获取铸态珠光体造成的影响。在上述的等温淬火贝氏体球墨铸铁中，该等温淬火贝氏体球 墨铸铁的铸态组织为球化率1 3级，石墨球径5 7级，珠光 体含量>50%，磷共晶和渗碳体总量《3%。在上述的等温淬火贝氏体球墨铸铁中，该等温淬火贝氏体球 墨铸铁的力学性能为抗拉6b至少为1000Mpa，屈服6。.2至少为 700Mpa，延伸率6至少为5%，冲击值aK至少为80J/cm、硬度至 少为300 360HB。 ，等温淬火贝氏体球墨铸铁作为泵类配件的用途。其中，泵类 配件至少包括泵体和叶轮。我国的各种泵类产品到目前为止，仍 沿用一般的高铬铸铁、铜合金等普通材料，材料成本高，使用寿命低，配件更换率高。ADI新材料不仅有具有优良的综合力学性 能，而且具有高耐磨性、耐冲击性和较好的耐腐蚀性。因此采用 ADI新材料后，将较大地提高我国泵类产品的使用寿命和技术挡 次；尤其在恶劣环境下使用的泵类产品上，可取代原有的耐磨材 料和铜合金制造泵体和叶轮。这样在提高泵类产品使用寿命的同 时，还可减少昂贵的合金元素用量和有色金属用量，较大幅度地 降低制造成本和使用成本。等温淬火贝氏体球墨铸铁作为拉丝机配件的用途。其中，拉 丝机配件至少包括滑轮。由于等温淬火贝氏体球墨铸铁具有良好 的耐磨性，结构强度高，能够有效降低制造成本和使用成本。与现有的技术相比，等温淬火贝氏体球墨铸铁及其应用的优 点在于1、具有优良综合性能，易于加工制造，成本较低；2、 使用寿命长，制造成本低，具有优良的耐腐蚀性能、耐磨性能以 及良好的强度和塑韧性；3、等温淬火贝氏体球墨铸铁在泵类产品 上的工业化生产，尤其在船用泵和矿用泵产品上的使用，以及在 拉丝机配件的用途有效地提高了这两个行业的产品性能，能够带 来巨大的经济效益。具体实施例方式实施例1:等温淬火贝氏体球墨铸铁的成分重量比(wtX)为3.50 3. 8%C， 2. 2 2. 7%Si， 0. 2 0. 5%Mn，《0. 07%P，《0.03% S， 0. 03 0. 06%Mg， 0. 01 0. 04%Re， 0. 45 0. 75%C u，余量为Fe。等温淬火贝氏体球墨铸铁的铸态组织为球化率1 3级，石 墨球径5 7级，珠光体含量>50%，磷共晶和渗碳体总量《3L力 学性能为抗拉6 h至少为1000Mpa，屈服6 。.2至少为700Mpa，延 伸率S至少为5%，冲击值&至少为80J/cm2，硬度至少为300 360HB。在实际应用中，可以采用上述各组分的成分重量比中的任一数值(也可包括端值)进行生产。生产时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
等温淬火贝氏体球墨铸铁，其特征在于，该等温淬火贝氏体球墨铸铁的成分重量比（ｗｔ％）为：３．５０～３．８％Ｃ，２．２～２．７％Ｓｉ，０．２～０．５％Ｍｎ，≤０．０７％Ｐ，≤０．０３％Ｓ，０．０３～０．０６％Ｍｇ，０．０１～０．０４％Ｒｅ，０．４５～０．７５％Ｃｕ，余量为Ｆｅ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：朱志文，
申请(专利权)人：朱志文，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]