一种基于3D打印造型的高硬度奥铁体铸铁衬板及制备方法技术

本发明专利技术公开了一种基于3D打印造型的高硬度奥铁体铸铁衬板及制备方法，涉及铸铁衬板技术领域，其组分按重量百分比包括：C 3.2‑3.8％、Si 2.0‑3.5％、Mn 2.0‑3.0％、Cr 1.0‑2.0％、P＜0.05％、S＜0.05％，余量为Fe。本发明专利技术制得的奥铁体铸铁衬板精度高、硬度高、冲击韧性好，耐磨性好，使用寿命明显延长。

【技术实现步骤摘要】
一种基于3D打印造型的高硬度奥铁体铸铁衬板及制备方法
本专利技术涉及铸铁衬板
，尤其涉及一种基于3D打印造型的高硬度奥铁体铸铁衬板及制备方法。
技术介绍
现有的抛丸机、水泥搅拌机等小型磨料、破碎、清理、搅拌设备的衬板主要由合金钢或高铬白口铸铁制造。合金钢韧性较好，但是耐磨性较差，使用寿命短；高铬白口铸铁衬板硬度高、耐磨，但脆性大、易断裂。我公司在2016年开发的奥铁体衬板铸件主要应用在冲击能力较小的中小型球磨机中，衬板厚度50mm以上，尺寸精度较低，主要以手工水玻璃砂型铸造为主。该类衬板初始硬度45-50HRC，韧性≥20J/cm2。但对于尺寸更小、精度更高、硬度更高的超小型衬板，该工艺具有一定的局限性。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种基于3D打印造型的高硬度奥铁体铸铁衬板及制备方法，制得的奥铁体铸铁衬板硬度高、冲击韧性好，耐磨性好。本专利技术提出的一种基于3D打印造型的高硬度奥铁体铸铁衬板，其组分按重量百分比包括：C3.2-3.8％、Si2.0-3.5％、Mn2.0-3.0％、Cr1.0-2.0％、P＜0.05％、S＜0.05％，余量为Fe。本专利技术还提出了一种基于3D打印造型的高硬度奥铁体铸铁衬板的制备方法，包括以下步骤：S1、采用3D打印技术制备衬板砂型；S2、将高硬度奥铁体铸铁衬板的各原料加入到熔融炉中进行熔炼，得到铁液，将铁液进行球化孕育处理，然后浇注到衬板砂型中成型，得胚料；S3、将胚料加热至奥氏体化，采用油淬带温等温回火热处理，即得高硬度奥铁体铸铁衬板。优选地，S1中，熔炼温度为1490-1520℃。优选地，S2中，球化、孕育处理是采用QX-Mg30RE2球化包芯线及YX-Ca3Ba5孕育包芯线进行喂丝球化孕育处理后，再添加Si-Ba孕育剂进行二次孕育处理。优选地，S3中，奥氏体化温度为850-900℃，奥氏体化时间为2-4h。优选地，S3中，油淬带温等温回火热处理的等温温度为200-250℃，等温时间为3-5h。有益效果：本专利技术采用3D打印技术进行衬板砂型的制作，有效控制衬板的尺寸、精度及排布；将原料熔融后，通过喂丝球化孕育技术、并添加Si-Ba二次孕育处理，提升铁液的球化效果，再经奥氏体化、油淬带温等温回火热处理工艺，细化碳化物和石墨球，获得下贝氏体为主的奥体铁组织。本专利技术对各合金成分含量的限定和热处理工艺的优化，制得奥铁体铸造衬板的初始硬度可达58HRC、冲击韧性可达5J以上，使用寿命明显延长。附图说明图1为本专利技术实施例1中制得的高硬度奥铁体铸铁衬板的金相组织图，放大倍率为100倍；图2为本专利技术实施例1中制得的高硬度奥铁体铸铁衬板的金相组织图，放大倍率为400倍。具体实施方式下面，通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例1-4一种基于3D打印造型的高硬度奥铁体铸铁衬板，其组分按重量百分比包括：C3.2-3.8％、Si2.0-3.5％、Mn2.0-3.0％、Cr1.0-2.0％、P＜0.05％、S＜0.05％，余量为Fe。具体成分见表1(各元素成分按重量百分比计、％)。表1实施例1-4的高硬度奥铁体铸铁衬板的成分CSiMnCrPSFe实施例13.642.422.231.140.0250.018余量实施例23.422.02.451.320.030.03余量实施例33.23.52.01.650.0240.02余量实施例43.82.83.02.00.0250.023余量制备方法如下：S1、采用3D打印技术制备衬板砂型；S2、将高硬度奥铁体铸铁衬板的各原料加入到熔融炉中进行熔炼，熔炼温度为1500℃，得到铁液，采用QX-Mg30RE2球化包芯线及YX-Ca3Ba5孕育包芯线对铁液进行喂丝球化孕育处理后，再添加Si-Ba孕育剂进行二次孕育处理，然后浇注到衬板砂型中成型，得胚料；S3、将胚料加热至奥氏体化，奥氏体化温度为850-900℃，奥氏体化时间为2-4h，采用油淬带温等温回火热处理，等温温度为200-250℃，等温时间为3-5h，即得高硬度奥铁体铸铁衬板。具体的，实施例1-4的制备工艺参数见表2和表3。表2实施例1-4的高硬度奥铁体铸铁衬板的热处理工艺条件参数表3实施例1-4的高硬度奥铁体铸铁衬板的尺寸和重量实施例1实施例2实施例3实施例4尺寸220x220x12180x180x10250x250x15300x300x20重量(kg)2.41.43.97.5对本专利技术实施例1-4制得的高硬度奥铁体铸铁衬板的金相组织进行表征。其中，图1和图2为实施例1的金相组织图，从图中可以看出，衬板金相组织为针状铁素体+残余奥氏体+碳化物+球状石墨，符合CADI的组织要求。对本专利技术实施例1-4制得的高硬度奥铁体铸铁衬板的机械力学性能进行检测，试验结果见表4。表4实施例1-4的高硬度奥铁体铸铁衬板的机械力学性能数据以上所述，仅为本专利技术较佳的具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术揭露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D打印造型的高硬度奥铁体铸铁衬板，其特征在于，其组分按重量百分比包括：C 3.2-3.8％、Si 2.0-3.5％、Mn 2.0-3.0％、Cr 1.0-2.0％、P＜0.05％、S＜0.05％，余量为Fe。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印造型的高硬度奥铁体铸铁衬板，其特征在于，其组分按重量百分比包括：C3.2-3.8％、Si2.0-3.5％、Mn2.0-3.0％、Cr1.0-2.0％、P＜0.05％、S＜0.05％，余量为Fe。


2.一种根据权利要求1所述的基于3D打印造型的高硬度奥铁体铸铁衬板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、采用3D打印技术制备衬板砂型；
S2、将高硬度奥铁体铸铁衬板的各原料加入到熔融炉中进行熔炼，得到铁液，将铁液进行球化孕育处理，然后浇注到衬板砂型中成型，得胚料；
S3、将胚料加热至奥氏体化，采用油淬带温等温回火热处理，即得高硬度奥铁体铸铁衬板。


3.根据权利要求2所述的基于3D打印造型的高硬度奥铁体铸铁衬板的制备方...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈全心，姚永茂，陈灿光，周峰，桂劲松，程琦，
申请(专利权)人：宁国市华丰耐磨材料有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34