一种高韧性含铝高硼铸铁及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105714182A(43)申请公布日2016.06.29(21)申请号201610180989.8(22)申请日2016.03.28(71)申请人长兴德田工程机械有限公司地址313000浙江省湖州市长兴县和平镇经济开发区城南工业功能区(72)发明人陈祥邬海斌缪跃辉(74)专利代理机构北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350代理人汤东凤(51)Int.Cl.C22C37/10(2006.01)C22C33/08(2006.01)C21C7/06(2006.01)C21D1/20(2006.01)C21D5/04(2006.01)权利要求书1页说明书6页(54)发明名称一种高韧性含铝高硼铸铁及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种高韧性含铝高硼铸铁，由以下重量百分比组成：2.2～3.0％C，2.0～2.5％Si，0.6～1.0％Mn，0.3～0.5Al，1.0～2.5％B，0.15～0.25％Zr，P＜0.04％，S＜0.04％，余量为Fe。合金采用电炉熔炼，并经二次插铝脱氧后放置在浇包底部形成铸件，铸件经900～930℃奥氏体化并保温一定时间后，置入温度为220～250℃的盐浴中进行一次等温淬火，保温5～10分钟，然后在300～380℃的盐浴中进行二次等温淬火，保温0.5～4小时，空冷后得到奥氏体-贝氏体基体上分布碳硼铝锆化物的高韧性铸铁。CN105714182ACN105714182A权利要求书1/1页1.一种高韧性含铝高硼铸铁，由以下重量百分比组成：2.2～3.0％C，2.0～2.5％Si，0.6～1.0％Mn，0.3～0.5Al，1.0～2.5％B，0.15～0.25％Zr，P＜0.04％，S＜0.04％，余量为Fe。2.权利要求1所述的高韧性含铝高硼铸铁制造方法，该方法包括以下步骤：(1)将普通废铁置入感应电炉或电弧炉进行熔炼，熔炼过程中加入锰铁、硅铁，炉料熔清后用增碳剂调节碳含量；(2)熔体温度升高到1400～1480℃后插铝一次脱氧，铝的加入量为铸铁重量的0.15～0.3％；(3)加入铝硼锆铁中间合金，熔清扒渣后插铝进行二次脱氧；(4)铸铁液出炉，铸铁液直接浇注成铸件，浇注温度1350～1450℃；(5)将浇铸后的铸件去除浇冒口，置于箱式电阻炉中，经900～930℃奥氏体化，保温0.5～3小时，保温时间依据铸件壁厚确定，一般为3min/mm；(6)将铸件取出直接置入温度为220～250℃的等温盐浴炉中进行一次等温淬火热处理，根据铸件的厚度不同保温时间为5～10分钟；(7)将铸件取出，迅速将放入温度为300～380℃的等温盐浴炉中进行二次等温淬火，根据铸件的厚度不同保温0.5～4小时，取出后进行空冷，空冷后获得基体为残余奥氏体-无碳化物贝氏体双相组织，耐磨相为呈独立分布的碳硼铝锆化物的高韧性铸铁。3.根据权利要求2所述的高韧性含铝高硼铸铁制造方法，其特征在于步骤(1)中所述的增碳剂为废石墨电极、石墨颗粒。4.根据权利要求2所述的高韧性含铝高硼铸铁制造方法，其特征在于步骤(6)和步骤(7)中所述的等温盐浴是由质量分数为50％的硝酸钾和50％的亚硝酸钠配比而成。5.根据权利要求2所述的高韧性含铝高硼铸铁制造方法，其特征在于铝硼锆铁中间合金是根据高韧性含铝高硼铸铁组成而制备的中间合金。2CN105714182A说明书1/6页一种高韧性含铝高硼铸铁及其制备方法技术领域[0001]本发明属冶金技术领域，具体地说是一种高韧性含铝高硼铸铁及其制备方法。背景技术[0002]白口铸铁是一类常用的耐磨材料，通常分为普通白口铸铁、镍硬白口铸铁和高铬白口铸铁三个阶段，在磨料磨损工况条件下具有独特的优势。最早应用的普通白口铸铁，成分中不含或只含少量的合金元素，金相组织由珠光体和M3C型共晶碳化物组成，存在硬度不高（＜HRC50）、韧性较差（<4J/cm2）的缺点。镍硬白口铸铁的出现解决了普通白口铸铁的硬度问题，使基体在铸态时就能转变为马氏体，硬度（≥HRC53）有所提高，但是共晶碳化物种类和形态基本保持不变，其韧性几乎没有变化。高铬白口铸铁的发明是白口铸铁发展史上的一个飞跃。铬元素的加入（铬含量＞12%），不但使共晶碳化物由M3C转变成显微硬度更高的M7C3，而且碳化物的形态发生很大的变化，由连续网状分布转变成为断网状的独立分布。2高铬白口铸铁具有较高的硬度（≥HRC55）和韧性（7~9J/cm）。尽管如此，高铬白口铸铁仍是一类脆性材料，在应用过程中仍存在韧性储备不足的缺点。因此，高铬白口铸铁只能应用在冲击不高的工况条件，在冲击较高时，容易产生断裂或破碎失效。普通白口铸铁、镍硬白口铸铁和高铬白口铸铁都是以碳化物为耐磨相，而碳化物几乎没有韧性，白口铸铁的韧性全