一种耐蚀球墨可锻铸铁材料及制备方法技术

本发明专利技术提供一种耐蚀球墨可锻铸铁材料及制备方法，该材料具有良好的性能。其制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该耐蚀球墨可锻铸铁材料以球墨可锻铸铁为基体，在基体上分布着由低碳钢丝及铁丝形成的金属丝团，所用低碳钢丝及铁丝直径均为1-2mm，低碳钢丝及铁丝二者占材料的体积百分比为5-40%；材料中低碳钢丝与铁丝长度相当。?

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属材料领域，涉及一种耐蚀球墨可锻铸铁材料及其制备方法。
技术介绍
在金属材料领域中，耐蚀铸铁作为低成本耐蚀材料一直受到普遍重视。CN201010177246. 8号申请涉及一种耐蚀中硅钼镍铬球墨铸铁合金。具体地说，涉 及一种中硅钼镍铬球墨铸铁合金，按重量百分比计，其包含C :2. 0-3.5% ；Si 4. 0-6.5% ； Mo 0. 6-1. 5 % ;P :0. 01-0. 05 % ；S 0. 01-0. 03 % ；铬0. 05-0. 1 % ；Ni 0. 1-0. 3 % ;Co 0. 05-0. 1% ；和余量的!^e。尽管采取措施，但是铸铁的韧性不足。因此，对于材料耐蚀性的提高也受到了限 制。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种耐蚀球墨可锻铸铁材料，该材料 具有良好的性能。本专利技术的另一目的是提供一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，该制备方法工 艺简单，生产成本低，适于工业化生产。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的一种耐蚀球墨可锻铸铁材料，其特征在于该材料以球墨可锻铸铁为基体，在基体上分 布着由低碳钢丝及铁丝形成的金属丝团，所用低碳钢丝及铁丝直径均为l_2mm，材料中低碳 钢丝与铁丝的总体长度相当，金属丝团的直径为10-15cm ；低碳钢丝和铁丝二者共占材料 的体积百分比为5-40% ；球墨可锻铸铁基体的化学成分的重量百分含量C为2. 5% 3. 0%，Si为1. 1% 1. 4%, Mn 为 0.6-0. 9%，Gd 为 0.5-0. 8%，P<0. 08%, S <0. 2596，其余为 Fe。低碳钢丝的化学成分的重量百分含量为C为0. 05% 0. 2%，Si为0. 09% 0. 12%, Mn 为 0. 3-0. 35%, Ρ<0· 02%, S <0. 025%,其余为 Fe ；铁丝的化学成分的重量百分含量为C为0. 02-0. 05%, Si为0. 2% 0. 3%, Mn为 0. 25-0. 35%, P<0. 02%, S <0.025%,其余为 Fe。基体中还分布有化合物Ni3C、Ni3Si、Cr3Si和Cr23C6颗粒。一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤镀镍低碳钢丝及镀铬铁丝的准备取直径为l_2mm、成分重量百分含量C为0. 05% 0. 2%, Si 为 0. 09% 0. 12%, Mn 为 0. 3-0. 35%, Ρ<0· 02%, S <0. 025%,其余为 Fe 的低碳钢丝； 另取直径为l_2mm、成分重量百分含:C为0. 02-0. 05，Si为0. 2% 0. 3%, Mn为0. 25-0. 35%, P<0. 02%, S <0.02596，其余为！^的铁丝，材料中低碳钢丝与铁丝的总体长度相当，控制低碳 钢丝和铁丝两者共占材料的体积百分比为5-40% ；按常规方法分别在低碳钢丝表面镀镍以及在铁丝有表面镀铬；分别形成镀镍低碳钢丝3及镀铬铁丝；镀镍层和镀铬层的厚度为50-500微米；按清洁球生产的常规方法将上述渗镀镍低碳钢丝及镀铬铁丝各取一根丝形成球状的 混合双丝金属丝团，金属丝团直径为10-15cm，将若干金属丝团放入铸型下型型腔中，金属 丝团的松紧程度由低碳钢丝和铁丝两者共占材料的体积百分比决定，保证金属丝团正好放 满铸型；布置完毕后，将铸型的上型盖于下型上，合箱完毕后等待铁水浇注；球墨可锻铸铁材料基体的准备按重量百分含量C为2. 5% 3. 0%，Si为1. 1% 1. 4%, Mn为0. 6-0. 9%, Gd为0. 5-0. 8%, Ρ<0· 08%, S <0. 25%,其余为Fe的进行配料；球墨可锻 铸铁原料在感应电炉中熔化，形成液态铁水，熔化温度为1450-1480°C ；将上述球墨可锻铸铁铁水浇入装有金属丝团的干砂铸型，液态铁水将镀镍低碳钢丝 及镀铬镍铁丝包围，然后冷却凝固；然后将凝固得到的铸铁放入电炉中热处理，加热到 970-990°C，保温5-9小时后随炉冷却，即得到以球墨可锻铸铁为基的其中分布有金属丝团 的耐蚀材料。本专利技术相比现有技术的有益效果如下1、本专利技术材料中的低碳钢丝及镀铬镍铁丝自身具有相当的强度和较高的韧性。钢丝及 铁丝和球墨可锻铁的基体都是铁。因此钢丝及铁丝和球墨可锻铁很容易结合起来，形成很 好的冶金结合。这样，低碳钢丝和铁丝分布在球墨可锻铁中，对材料具有很好的增强增韧作用。2、球墨可锻铁铁水进入铸型型腔与钢丝和铁丝表面的镍接触后，丝表面的Ni和 Cr熔于铁水，铁水中的C与Si和钢丝及铁丝表面的Ni和Cr反应形成比渗碳体硬度更高 的特殊化合物Ni3C、Ni3Si、Cr3Si和Cr23C6。所形成的这种特殊化合物进一步提高了材 料的耐蚀性。3、Gd对球墨可锻铁的组织具有显著细化的作用，对于球墨可锻铁的增韧有重要的 作用。另外C和Gd也会形成C和Gd化合物Gd3C，分布于材料基体中，也有助于材料耐蚀 性的提高。本专利技术材料中的P、S为材料中的杂质，控制在允许的范围。4、本专利技术的材料不用贵重稀土元素，材料成本低，制备工艺简便，生产成本低，生 产的合金材料性能好，而且非常便于工业化生产。本专利技术的材料性能见表1。附图说明图1为本专利技术实施例一制得的金属丝增强含钆耐蚀球墨可锻铸铁材料的金相组幺口 /Ν ο图1可以看到在球墨可锻铸铁与金属丝结合良好。 具体实施例方式以下各实施例仅用作对本专利技术的解释说明，其中的重量百分比均可换成重量g、kg 或其它重量单位。以下直径为l_2mm的低碳钢丝、铁丝(也可称金属丝)均为市购。镀层自 制。实施例一镀镍低碳钢丝及镀铬铁丝的准备取直径为1mm、成分重量百分含量C为0. 05%, Si为0. 09%, Mn为0. 3%, P<0. 02%, S <0. 025%,其余为Fe的低碳钢丝；另取直径为1mm、成分重量百分含量C为0. 02%, Si为0. 2%, Mn为0. 25%, P<0. 02%, S <0. 025%,其余为狗的铁丝；低碳钢丝和铁丝二者共占材料的体积百分比为5%，所取低碳 钢丝和铁丝两种金属丝的总体长度相当。按常规方法分别在低碳钢丝表面镀镍以及在铁丝有表面镀铬；分别形成镀镍低碳 钢丝及镀铬铁丝；镀镍层和镀铬层的厚度为100微米；按清洁球生产的常规方法将上述镀镍低碳钢丝及镀铬铁丝各取一根丝形成球状的混 合双丝金属丝团(两种金属丝各取一根成团，形成双丝金属丝团可按洗碗用的清洁球或称 钢丝球的方法制作)，金属丝团直径为15cm，将若干金属丝团放入铸型下型型腔中，金属丝 团的松紧程度由低碳钢丝和铁丝两者共占材料的体积百分比决定，保证金属丝团正好放满 铸型；布置完毕后，将铸型的上型盖于下型上，合箱完毕后等待铁水浇注；球墨可锻铸铁材料基体的准备按重量百分含量C为2. 5%，Si为1. 1%, Mn为0. 6%, Gd 为0.5%，P<0. 08%, S <0.2596，其余为狗进行配料；球墨可锻铸铁原料在感应电炉中熔化， 熔化温度为1460-1465°C ；将上述球墨可锻铸铁铁水浇入装有金属丝团的干砂铸型，液态本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种耐蚀球墨可锻铸铁材料，其特征在于：该材料以球墨可锻铸铁为基体，在基体上分布着由低碳钢丝及铁丝形成的金属丝团，所用低碳钢丝及铁丝直径均为１－２ｍｍ，材料中低碳钢丝与铁丝总体长度相当，金属丝团的直径为１０－１５ｃｍ；低碳钢丝和铁丝二者共占材料的体积百分比为５－４０％；球墨可锻铸铁基体的化学成分的重量百分含量：Ｃ为２．５％～３．０％，Ｓｉ为１．１％～１．４％，Ｍｎ为０．６－０．９％，Ｇｄ为０．５－０．８％，Ｐ＜０．０８％，Ｓ＜０．２５％，其余为Ｆｅ；低碳钢丝的化学成分的重量百分含量为：Ｃ为０．０５％～０．２％，Ｓｉ为０．０９％～０．１２％，Ｍｎ为０．３－０．３５％，Ｐ＜０．０２％，Ｓ＜０．０２５％，其余为Ｆｅ；铁丝的化学成分的重量百分含量为：Ｃ为０．０２－０．０５％，Ｓｉ为０．２％～０．３％，Ｍｎ为０．２５－０．３５％，Ｐ＜０．０２％，Ｓ＜０．０２５％，其余为Ｆｅ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵浩峰，王玲，季君，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：84