本发明专利技术提供一种耐热白口铸铁材料及其制备方法，该材料具有良好的性能。该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该耐热白口铸铁材料以白口铸铁为基体，在基体中分布着由铁丝和高碳钢丝形成的金属丝团，所用铁丝和高碳钢丝直径均为1-2mm，铁丝和高碳钢丝两者共占材料的体积百分比为5-40%；金属丝团的直径为10-15cm。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属材料领域，涉及一种耐热白口铸铁材料及其制备方法。
技术介绍
在金属材料领域中，耐热铸铁作为低成本耐热材料一直受到普遍重视。 CN200610163305. X号申请一种高温强度和抗氧化性改善的高硅铁素体耐热铸铁，包括 2. 5-3. 8wt%&C、5. 0-7. Owt % ^ Si、0. 2-0. 8wt%&Mn、0. 05wt%或更少的 P、0. 02wt%^ 更少的 S、0. 5-1.Mo、0. Iwt %或更少的 Cr、0. 5胃1%或更少的 V、0. 01-0. Iwt %的 Cr、0. 05wt%或更少的Sb、和余量Fe。该铸铁尽管使用了不少稀贵元素如Mo、Cr、V等，但同时使用了大量的硅，材料的 韧性和抗拉强度都受到了很大的限制。
技术实现思路
本专利技术的目的就是针对上述技术缺陷，提供一种耐热白口铸铁材料，该材料具有 良好的性能。本专利技术的另一目的是提供上述耐热白口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热白口铸铁材料，其特征在于该材料以白口铸铁为基体，在基体中分布着由铁 丝和高碳钢丝形成的金属丝团，所用铁丝和高碳钢丝直径均为l_2mm，材料中铁丝和高碳钢 丝的总体长度相当，金属丝团的直径为10-15cm;铁丝和高碳钢丝两者共占材料的体积百 分比为5-40% ；所述白口铸铁基体的化学成分的重量百分含量C为2. 6% 2. 8%，Si为1. 6% 2. 2%, Mn 为 0. 5-0. 7%, Gd 为 0. 5-2%, Ρ<0· 08%, S <0. 25%,其余为 Fe ；所述高碳钢丝的化学成分的重量百分含量为C为0. 55% 0. 8%，Si为0. 18% 0. 21%, Mn 为 0. 45-0. 65%, Ρ<0· 02%, S <0. 02%,其余为 Fe ；铁丝的化学成分的重量百分含量为C为0. 04-0. 06%，Si为0. 2 0. 3%, Mn为 0. 25-0. 35%, P<0. 02%, S <0.025%,其余为 Fe。基体中还分布着化合物Cr23C6、Fe4N和SiN颗粒。一种耐热白口铸铁材料的制备方法，其特征在于它包括以下步骤镀铬高碳钢丝和渗氮铁丝的准备取直径为l_2mm、成分重量百分含量为C 0. 55% 0. 8%、Si 0. 18% 0. 21%、Mn 0. 45-0. 65%、Ρ<0· 02%、S <0. 02%、其余为 Fe 的高碳钢丝；取直径为 l_2mm、成分为C 为 0. 04-0. 06%, Si 为 0. 2 0. 3%, Mn 为 0. 25-0. 35%, P<0. 02%, S <0. 025%,其余为！^的铁丝，所取铁丝和高碳钢丝的总体长度相当，控制铁丝和 高碳钢丝两者共占材料的体积百分比为5-40% ；高碳钢丝按常规方法在其表面镀铬，镀铬 层的厚度为50-500微米；铁丝按常规方法在其表面渗氮；渗氮层的厚度为50-100微米；按清洁球生产的常规方法将上述镀铬高碳钢丝和渗氮铁丝形成球状的混合双丝金属 丝团(镀铬高碳钢丝和渗氮铁丝各一根丝，形成双丝金属丝团)，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铁丝和高碳钢丝占材料的体 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；白口铸铁材料基体的准备按重量百分含量C为2. 6% 2. 8%、Si为1. 6% 2. 2%、Mn 为0. 5-0. 7%、Gd为0. 5-2%、P<0. 08%、S <0. 25%、其余为!^e进行配料；原料在感应电炉中熔 化，得到液态铁水，熔化温度为1460-1510°C ；将上述白口铸铁铁水浇入装有金属丝团的干砂铸型；液态铁水将渗硼铁丝和镀镍高碳 钢丝包围，然后冷却凝固，形成以白口铸铁为基的其中分布有金属丝团的材料。本专利技术相比现有技术的有益效果如下1、本专利技术采用低成本铁丝及钢丝增强材料；渗氮铁丝的氮和钢丝镀层的铬溶解于铸铁 中形成特殊碳化物。铁丝及高碳钢丝自身具有相当的强度和较高的韧性。2、另外，铁丝及高碳钢丝具有很好的耐热性能。铁丝及钢丝和白口铁的基体都是 铁。因此铁丝及钢丝和白口铁很容易结合起来，形成很好的冶金结合这样。这样，高铁丝及 碳钢丝分布在脆性白口铁中，对材料具有很好的高温增强和增韧作用。3、白口铁含有大量的渗碳体，因此硬度高，具有很好的耐热性能。当铁水进入铸型 型腔与铁丝表面的氮和钢丝表面的铬接触后，N和Cr熔于铁水，铁水中的Fe、Si和C和N 和Cr反应形成稳定化合物Cr23C6、Fe4N和SiN，分布于基体中。4、材料中Gd对白口铁的组织中的渗碳体具有稳定作用，对于白口铁的耐热性有 重要的作用。另外C和Gd也会形成C和Gd化合物Gd3C，有助于材料耐热性的提高。5、本专利技术的材料可于生产回转窑体、耐热钢炉用金属构件。本专利技术材料中P、S为 中的杂质，控制在允许的范围。6、本专利技术的材料成本低，制备工艺简便，生产成本低，钢丝和化合物(碳化物、氮化 物)混合增强白口铁，所生产的合金材料性能好，而且非常便于工业化生产。本专利技术的各材料性能见表1。附图说明图1为本专利技术实施例一制得的耐热白口铸铁材料的金相组织。图1可以看到在白口铸铁与金属丝界面结合良好。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。以下直径为金属丝均为市购，镀镍和渗氮自制。实施例一镀铬高碳钢丝和渗氮铁丝的准备的准备取成份含量为:C 为 0. 55%, Si 为 0. 18%, Mn 为 0. 45%, Ρ<0· 02%, S <0. 02%,其余为 Fe 的高碳钢丝，高碳钢丝直径Imm ；取成份含量为:C 为 0. 04%, Si 为 0. 2%, Mn 为 0. 25%, Ρ<0· 02%, S <0. 025%,其余为 Fe的铁丝，铁丝直径Imm ；所用铁丝和高碳钢丝的总体长度相当，控制两种金属丝共占材料的 体积百分比为5%。铁丝表面按常规方法渗氮，渗氮层的厚度为50微米；高碳钢丝表面按常规方法镀 铬，镀铬层的厚度为50微米。按清洁球生产的常规方法将上述镀铬高碳钢丝和渗氮铁丝形成球状的混合双丝 金属丝团(镀铬高碳钢丝和渗氮铁丝各取一根丝，两根丝同时成形，形成双丝金属丝团，成 型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铁丝和高碳钢丝占材料的体积百分比决定，保 证金属丝团正好放满铸型(铁丝和高碳钢丝两者共占材料的体积百分比为5%)；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；白口铸铁材料基体的准备按重量百分含量C为2. 6%，Si为1. 6%, Mn为0. 5%, Gd 为0.5%，P<0. 08%, S <0.2596，其余为！^进行配料；原料在感应电炉中熔化，熔化温度为 1485-1495°C ；将上述白口铸铁本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种耐热白口铸铁材料，其特征在于：该材料以白口铸铁为基体，在基体中分布着由铁丝和高碳钢丝形成的金属丝团，所用铁丝和高碳钢丝直径均为１－２ｍｍ，材料中铁丝和高碳钢丝的总体长度相当，金属丝团的直径为１０－１５ｃｍ；铁丝和高碳钢丝两者共占材料的体积百分比为５－４０％；所述白口铸铁基体的化学成分的重量百分含量：Ｃ为２．６％～２．８％，Ｓｉ为１．６％～２．２％，Ｍｎ为０．５－０．７％，Ｇｄ为０．５－２％，Ｐ＜０．０８％，Ｓ＜０．２５％，其余为Ｆｅ；所述高碳钢丝的化学成分的重量百分含量为：Ｃ为０．５５％～０．８％，Ｓｉ为０．１８％～０．２１％，Ｍｎ为０．４５－０．６５％，Ｐ＜０．０２％，Ｓ＜０．０２％，其余为Ｆｅ；铁丝的化学成分的重量百分含量为：Ｃ为０．０４－０．０６％，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：王玲，赵浩峰，邱弈婷，
申请(专利权)人：南京信息工程大学，
类型：发明
国别省市：84
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