高韧性抗磨铸铁制造技术

高韧性抗磨铸铁采用有机的炉料组成、合理的炉料状态、综合地调配化学成分、良好地溶炼工艺、适当地过热温度和过热时间、全面的净化铁水、双重复合变质孕育处理和相应的热处理工艺规范等有效措施及手段，研制出性能好、成本低、指标先进的一种抗磨铸铁。使用该种新材质制造的磨球，能够适应直径３．５米以上的大型球磨机，达到吨磨耗＜６５克／吨、破碎率＜１％。其特点是合金元素比多元高铭铸铁大幅度降低，机械性能提高，硬度与其相当，而冲击韧性提高一倍以上，ａｋ＞８Ｊ／ｃｍ＋［２］。技术指标先进，磨耗低，破碎率小，突破多元高铭铸铁磨球不适用大直径磨球机的禁区。（*该技术在2010年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于一种新型抗磨材料。目前，国内的45Mn2余热淬火锻钢球、低碳白口铸铁球中锰稀土镁球墨球、多元高铬铸铁球相比，本专利技术提高磨件技术经济指标，降低金属材料消耗等方面都取得了明显效果。多元高铬铸铁球的技术指标硬变HRC58-67冲击韧性ak≤3.5J/cm2冲击疲劳值≥4000次只能适应于3.0米以下的磨机使用。45Mn2余热淬火锻钢球、低碳白口铸铁球、中锰稀土镁球墨铸铁球，吨磨耗大，易破碎，浪费金属原材料。浪费能源、人工、经济成本高。本专利技术与多元高铬铸铁球相比，实现在含铬(cr)量低于10%的情况下，得到硬度高抗磨的M7c3，而且韧性好，冲击值提高一倍以上的JG-1型抗磨铸铁。利用该种材质制造的磨球能够适应直径三米以上的大型球磨机的要求，达到磨损低、破碎率小地目的。本专利技术采取的技术手段，是采用有机的炉料组成。全部用废钢，不用铸造生铁。其目的是为了净化铁水，减少非金属夹杂物，特别是二次夹杂物的数量。同时，造成低碳成分，为利用碳素铬铁创造条件。本专利技术合理的炉料状态。废钢要除锈。所有入炉的金属炉料需干净纯净。本专利技术采用综合的调配化学成分。S、P是有害杂质采取实际可能之手段使其含最低。所以Mn含量要高些。为此，Mn含量控制在1.00-2.50%。Si影响残余奥氏体含量。同时，还降低碳在奥氏体中的熔解度。因此，控制含Si量较低∠0.4-1.00%。C是影响抗磨铸铁综合性能的主要因素。在其它元素一定的条件下，随着含C量增加硬度提高。但韧性下降，特别超过一定量时，易破碎。Re、V、Ti等合金元素是形成碳化物的元素，并起到细化晶粒，纯净晶介，弥散变质等综合作用，提高抗磨性和韧性。综合考虑并经过多次试配筛选，最终确定成分为(%)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 Mg0.02-0.10Cr6.00-10.00 Ca0.05-0.10B0.05-0.10 稀土为混合稀土本专利技术采用良好的熔炼工艺。采用中频感应电炉熔炼。快速熔化，调制适宜的覆盖剂，防止铁水裸露，防止氧化;低碳配料强化增碳效果;高温压入铁合金，减少烧损。本专利技术选用适宜地过热温度和过热时间。全面净化铁水。过热温度到1500℃并延长过热时间，以细化碳化物，排除杂质，净化铁水，纯净晶介。本专利技术采用双重复合变质孕育处理。在1500℃过热10分钟后，加入0.5%的钛铁、稀土硅铁、锰铁、硼铁及钠钙盐类组成的变质孕育剂进行第二次处理。本专利技术热处理规范是采用缓慢升温，分级热处理，减少应力。一、热处理设备(1)、RJX-75-9箱式电阻炉(淬火用)(2)、RJX-45-9箱式电阻炉(回火用)二、热处理工艺规范工艺规范淬火+回火(1)淬火(a)，淬火温度960℃;(b)，淬火保温时间4-6小时;(c)，淬火方式空淬。(2)回火(a)回火温度260℃;(b)保温时间4小时;(c)冷却方式随炉冷却。实施例本专利技术在黑龙江省双鸭山发电厂装机试验情况如下使用双鸭山发电厂铸造厂生产的JG-1型抗磨铸铁球300吨。自1988年11月14日在1＃机组两台DTM380/830-3型球磨机(注球磨机直径3.80米，长度8.70米，装球量95T，小时生产率50T/h，电机1000Kw)进行装机考核。到1989年9月15日大修倒磨清仓，效果良好。磨耗为65克/吨，破碎率仅为0.01%。大大低於能源部规定，几年内达到350克/吨的奋斗目标。1989年10月17日又继续装两台磨，其效果更为理想。到1990年1月未止，未填磨球，磨机运转正常。小时生产力为60T/H，煤粉质量合格，确保1＃机组安全经济发电，磨耗不足50克/吨。仅1＃机组使用JG-1型抗磨铸铁磨球，一年，就可节约钢材300吨，节约资金50多万元，与合金钢、轴承钢铸球或锻钢球相比，其寿命提高八倍。社会效益和经济效益十分显著。权利要求1.本专利技术是一种新型抗磨金属材料。其特征是采用有机的炉料组成、合理的炉料状态，综合的调配化学成分、良好地熔炼工艺、适当的过热温度和过热时间、全面净化铁水，双重复合变质孕育处理和相当的热处理规范等有效措施及手段，研制出性能好、指标先进的JG-1型抗磨铸铁。2.根据权利要求1所述，采用有机的炉料组成。全部用废钢，不用铸造生铁。其目的是为了净化铁水，减少非金属夹杂物，特别是二次夹杂物的数量。同时，造成低碳成分，为利用碳素铬铁创造条件。3.根据权利要求1、2所述，合理的炉料状态。废钢要除锈，所有入炉的金属炉料需干燥纯净。4.根据权利要求1、2、3所述，综合的调配化学成分。S、P是有害杂质，采取实际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影响残余奥氏体含量，同时还降低碳在奥氏体中的熔解度。因此，控制含硅量在0.4-1.00%。C是影响抗磨铸造综合性能的主要元素。在其它元素一定条件下，随着含C量增加硬度提高，但韧性下降。特别是超过一定量时易破碎。Re、V、Ti等合金元素，是形成碳化物的元素，并起到细化晶粒、纯净晶介、弥散变质等综合作用，提高耐磨性和韧性。综合效率，并经过多次试配筛选，最终确定成分为C2.00-3.00 V0.15-0.50稀土为混合稀土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 ca0.05-0.10B0.05～0.105.根据权利要求1、2、3、4所述，良好的熔炼工艺。采用中频感应电炉熔炼。快速熔化，调制适宜的覆盖剂，防铁水裸露，防止氧化。低碳配料，强化增碳效果。高温压入铁合金，减少烧损。6.根据权利要求1、2、3、4、5所述，适宜的过热温度和时间，全面净化铁水，过热温度到1500℃，并延长过热时间，以细化碳化物，排除夹杂。净化铁水，为的是达到纯净晶介地目的。7.根据权利要求1、2、3、4、5、6、所述，双重复合变质孕育处理。在1500℃过热10分钟后，加入0.50%的钛铁，进行第一次孕育处理。在包内用由碳素铬铁、钛铁、稀土硅镁、锰铁、硼铁及钠、钙类组成的变质孕育剂进行第二次处理。8.根据权利要求1、2、3、4、5、6、7所述，相应的热处理规范是采取缓慢升温分级热处理，减少应力。淬火和回火1、淬火(a)，淬火温度960℃;(b)，淬火保温时间4-6小时(c)，淬火方式空淬2、回火(a)，回火温度260℃;(b)，保温时间4小时;(c)，冷却方式随炉冷却全文摘要高韧性抗磨铸铁采用有机的炉料组成、合理的炉料状态、综合地调配化学成分、良好地熔炼工艺、适当地过热温度和过热时间、全面的净化铁水、双重复合变质孕育处理和相应的热处理工艺规范等有效措施及手段，研制出性能好、成本低、指标先进的一种抗磨铸铁。使用该种新材质制造的磨球，能够适应直径3.5米以上的大型球磨机，达到吨磨耗＜65克/吨、破碎率＜1％。其特点是合金元素比多元高铭铸铁大幅度降低，机械性能提高，硬度与其相当，而冲击韧性提高一倍以上，ak＞8J/cm文档编号C2本文档来自技高网...

【技术保护点】
本专利技术是一种新型抗磨金属材料。其特征是采用有机的炉料组成、合理的炉料状态，综合的调配化学成分、良好地熔炼工艺、适当的过热温度和过热时间、全面净化铁水，双重复合变质孕育处理和相当的热处理规范等有效措施及手段，研制出性能好、指标先进的ＪＧ－１型抗磨铸铁。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：肖耀新，肖军，
申请(专利权)人：佳木斯工学院，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]