一种无铬高硼铁基铸造合金及制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN101979695A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN101979695A(43)申请公布日2011.02.23(21)申请号201010546520.4(22)申请日2010.11.17(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人刘美红黎振华周荣蒋业华何正员赵国荣岑启宏(74)专利代理机构昆明正原专利代理有限责任公司53100代理人金耀生(51)Int.Cl.C22C38/04(2006.01)C22C33/06(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种无铬高硼铁基铸造合金及制备方法(57)摘要本发明是一种不含铬的高硼铁基铸造合金及制备方法。高硼铁基合金的化学成分为(重量百分比)：0.2～1.0C；1.0～4.5B；0.20～0.70Si；0.20～0.8Mn；＜0.1S；＜0.1P；其余为Fe以及不可避免的微量杂质。该合金利用感应电炉生产，熔炼浇铸后经过热处理使用。该合金不含铬，价格低廉，综合性能良好，能通过控制硼和碳的比例方便实现合金性能大范围可控，以满足不同工况条件的需求。生产成本低、工艺简单、操作性强。CN109765ACCNN110197969501979700A权利要求书1/1页1.一种无铬高硼铁其铸造合金，其特征在于无铬高硼铸造合金的化学成分重量百分比为：0.2～1.0C；1.0～4.5B；0.20～0.70Si；0.20～0.8Mn；S＜0.1；P＜0.1；其余为Fe以及不可避免的微量杂质。2.权利要求1所述的无铬高硼铁其铸造合金的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：1)将废钢、硼铁、硅铁、锰铁、增碳剂按上述合金成分进行配料；配料时，根据原材料的中各元素的含量及收得率进行，炉料烘干后，先将称量好的废钢与增碳剂加入感应电炉中进行熔化，熔清后插铝脱氧，并依次加入锰铁、硅铁及硼铁；2)将炉温升至1550℃，然后再次插铝脱氧拔渣后出炉，出炉温度1520℃～1550℃；3)合金液在浇包中静置一段时间，待温度降至1420℃～1450℃，浇入铸型，凝固冷却后即得到所述无铬高硼铸造合金铸件；4)合金的热处理：850℃～1050℃奥氏体化后水淬处理，淬火时奥氏体化保温时间按公式(1.2～1.4)δ+20分钟进行控制，或在淬火处理后根据铸件结构复杂程度，在200℃～300℃进行去应力退火处理，去应力退火保温时间按公式(1.2～1.3)δ+50分钟进行控制，其中δ为工件厚度，单位为mm。2CCNN110197969501979700A说明书1/4页一种无铬高硼铁基铸造合金及制备方法技术领域[0001]本发明涉及金属铸造技术领域，特别是一种无铬高硼铁其铸造合金及其制备方法。背景技术[0002]铬是提高钢铁材料性能的常用元素。近年来，由于资源匮乏，价格飞涨，含铬铁基铸造合金的应用越来越受到限制。硼作为地壳中富有元素，其在钢铁材料中的作用最近受到重视。[0003]20世纪80年代末，前苏联Egorov和Nevar等先后研究了含硼4.9％～5.1％、铬2.85％～3.10％、含钴1.0％～4.0％的铁碳合金的组织和性能，结果表明，硼元素能有效提高材料硬度。前苏联专利SU5058116公布的含硼的铁基合金中，含有较多的铬及昂贵的钴，应用未见报道。[0004]上世纪90年代初，澳大利亚Queensland大学材料系的研究人员提出了利用硼在α-Fe和γ-Fe中的溶解度差异，以高铬合金为基础，开发了耐磨性能优异的铁铬硼合金。随后，中国的发明专利ZL200410089538.0公开了一种高硼铸造铁基耐磨合金，其主要化学成分是(重量％)：0.15～0.70C，0.3～1.9B，0.3～0.8Cr，0.4～0.8Si，0.6～1.3Mn，0.05～0.20Ce，0.02～0.10La，0.005～0.018Ca，0.04～0.18K，0.08～0.25Al，S＜0.04，P＜0.04，其余为Fe。该合金性能优于常用的高锰钢、高铬铸铁和低合金钢，但是合金中含有Cr、Ce、La等，热处理工艺复杂，生产成本较高。[0005]中国发明专利ZL200610105251.1公开了一种高硼耐磨铸钢及其制备方法，其化学成分重量百分比为：C：0.10％～0.50％；B：0.8％～5.0％；Cu：0.3％～0.6％；Mn：0.8％～2.0％；Cr：1.0％～2.5％；Si＜1.5％；Ti；0.08％～0.20％；Ce：0.04％～0.12％；Mg：0.02％～0.18％；N：0.06％～0.18％；S＜0.05％；P＜0.05％；余量为Fe和不可避免的微量杂质。其制备方法采用电炉熔炼，钢水熔清后加入锰铁和硼铁，然后加入铝脱氧，而后出炉。用稀土镁合金和含氮物质