专利名称：CrMoCu合金铸铁连铸型材及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种合金铸铁连铸型材。
背景技术：
在普通灰口铸铁的基础上，因使用性能的需要已发展出众多牌号的合金铸铁，广泛应用于家电、汽车、机电等领域。
以日常使用的空调设备为例，针对空调制冷压缩机的关键零件——活塞零件一方面要承受含氟的制冷媒的腐蚀，另一方面又处于磨损状态。如何制造能做到抗酸碱性好、达到抗腐蚀作用、耐磨提高活塞寿命和效率的合金铸铁连铸型材是摆在科技技术人员面前需要解决的问题发明内容本发明需要解决的技术问题是提供了一种CrMoCu合金铸铁连铸型材及其制造方法，旨在解决上述问题。
为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的本发明的CrMoCu合金铸铁连铸型材由C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Cu、Ti、Fe组成；其重量(％)比可以是C3.20-3.60，Si2.20-2.90，Mn0.60-1.00，P0.10-0.15，S≤0.08，Cr0.07-0.20，Mo0.07-0.20，Cu0.25-0.80，Ti0.08-0.15，Fe91-93；根据制作零件的不同服役强度要求，可划分为两个成分范围其重量(％)比可以是C3.20-3.40，Si2.20-2.40，Mn0.80-1.00，P≤0.15，S≤0.06，Cr0.15-0.20，Mo0.15-0.20，Cu0.60-0.80，Ti0.10-0.15，Fe92.0～93.0；其重量(％)比可以是C3.30-3.60，Si2.50-2.90，Mn0.60-1.00，P≤0.15，S≤0.08，Cr0.0/-0.14，Mo0.07-0.12，Cu0.26-0.50，Ti0.08-0.12，Fe91.0～93.0；本发明的制造方法是通过以下步骤实现的熔炼；采用感应电炉或冲天炉——感应电炉的熔炼方式熔炼工艺包括原铁水，炉前快速热分析仪控制含量碳3.20-3.40％和硅2.20-2.40％；合金铁水熔炼温度为1460～1500°；铁水包内冲入法孕育，孕前铁水温度1400～1420°，孕育持续时间7～9分钟，孕育剂量0.4～0.8％，孕育剂粒度＜12mm。
型材光谱分析确定Cr、Mo、Cu、Ti、Mn、S、P含量；连续铸造拉拔结晶器结构；冷却水温度、流量、压力的调整；结晶器出口型材表面温度的调整；型材牵引速度的调整；与现有技术相比，本发明的有益效果是一方面利用CrMoCu元素溶入基体组织，提高金属基体的电极电位，减少基体中的原电池数量，Cr和Mo形成合金碳化物活泼作用不变，抗酸碱性好，达到抗腐蚀作用；另一方面，CrMoCu元素同时分别以固溶强化基体组织的作用和微量的特殊化合物(例(Cr、Fe)3C，(Fe、Mo)3C，通过热处理便又获得理想的马氏体加弥散的二次碳化物组织，其硬度、强度、绕度与耐磨性均明显提高，提高了活塞寿命和效率。
具体实施例方式
下面结合具体实施方式
对本发明作进一步详细描述CrMoCu合金铸铁连铸材料的化学成分
根据CrMoCu合金铸铁连铸材料的使用性能要求又可分类为高强度LZTHT350(σb≈350N/mm2、HB≈220～260)棒料化学组成
强度LZTHT250(σb≈250N/mm2、HB≈180～240)棒料化学组成
CrMoCu合金铸铁连铸材料的化学成分设计原则化学成分中控制碳当量(CE)和石墨化系数(K)调整铸铁的组织和性能铸铁中主要硅(Si)和磷(P)参合成相当的碳量，它与实际碳量之和成为碳当量CE。
CE＝C+(Si+P)/3C、Si、P各为铸铁中碳、硅、磷的含量(％)CrMoCu合金铸铁LZTHT250～350控制的CE范围是4.15～4.40)。
铸铁石墨化程度的影响，主要是考虑C和Si的共同作用，而石墨化系数公式K＝4/3Si(1-5/(3C+Si))是判别铸铁组织的有效工具。当K≤0.65时，铸铁为全白组织；
当0.65＜K≤0.8时，基体为珠光体加渗碳体麻口组织；当0.85＜K≤2.05时，基体为珠光体加铁素体灰口组织；当K＞3.10时，基体为铁素体组织；在0.85＜K≤2.05情况下，添加的Cr、Mo、Cu的含量，将调整基体组织珠光体的数量和粗细程度，合金含量增加时，珠光体数量增多并细化，同时改善铸件断面的组织均匀性，它们是调整铸件强度级别的敏感元素。
钛Ti含量的作用在Ti含量＜0.15％时，促进石墨化，增加共晶团数量，细化石墨结晶。同时在铁水凝固过程，促使奥氏体树枝等轴晶致密结晶，明显控制铸造石墨尺寸和缩孔形成。Ti还具有强烈结合氧、固定氮起到净化铁水的作用。一旦Ti量在0.2％以上时，则会产生减少石墨化，增加凝固疏松的逆反现象。
实施例 本发明的制造方法是通过以下步骤实现的熔炼；采用感应电炉或冲天炉——感应电炉的熔炼方式包括原铁水，炉前快速热分析仪控制碳和硅含量％在CE3.8～4.3范围；合金铁水熔炼温度为1460～1500°；
铁水包内冲入法孕育，孕前铁水温度1400～1420°，孕育持续时间7～9分钟，孕育剂粒度＜12mm，孕育剂量0.4～0.8％；孕育后铁水CE值应为4.10～4.40之间。
型材光谱分析确定Cr、Mo、Cu、Ti、Mn、S、P含量，根据机械零部件使用性能要求，综合型材的强度、硬度和基体组织情况，调整碳当量(CE)、石墨化系数(K)和合金元素C、Si、Mn、P、Cr、Mo、Cu、Ti、的实际加入量；连续铸造拉拔结晶器孔型为石墨管材料，其冷却水道形状分螺旋型和矩型；冷却水为常压、水温为30～60°，结晶器出口型材表面温度750～950°，牵引速度(步长mm)10～100。
实例51m/mσb210N/mm2棒料——拉拔工艺参数控制见表。拉拔参数控制
现有工艺铸件在内在组织致密性，合金成分均匀性，铸件缩孔等方面存在缺陷，本发明的制造可以充分改善耐压气密性和减磨性，控制铸造缩孔的形成，并可在生产流程中采用工艺软件程序化达到产品性能均匀一致，质地良好，产量增加的效果；针对压缩机的工况环境和工作强度，采用控制凝固的工艺措施(凝固过冷度、凝固速度等)，合理的调整集体组织粗细，组织相对组成百分比，有效并充分发挥合金化的作用，并减少和控制铸棒缩孔的形成。
权利要求
1.一种CrMoCu合金铸铁连铸型材，由C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Cu、Ti、Fe组成。
2.根据权利要求1所述的CrMoCu合金铸铁连铸型材，其重量(％)比可以是C3.20-3.60，Si2.20-2.90，Mn0.60-1.00，P0.10-0.15，S≤0.08，Cr0.07-0.20，Mo0.07-0.20，Cu0.25-0.80，Ti0.08-0.15，Fe91-93。
3.根据权利要求1所述的CrMoCu合金铸铁连铸型材，其重量(％)比可以是C3.20-3.40，Si2.20-2.40，Mn0.80-1.00，P≤0.15，S≤0.06，Cr0.15-0.20，Mo0.15-0.20，Cu0.60-0.80，Ti0.10-0.15，Fe92.0～93.0。
4.根据权利要求1所述的CrMoCu合金铸铁连铸型材，其重量(％)比可以是C3.30-3.60，Si2.50-2.90，Mn0.60-1.00，P≤0.15，S≤0.08，Cr0.07-0.14，Mo0.07-0.12，Cu0.26-0.50，Ti0.08-0.12，Fe91.0～93.0。
5.根据权利要求2所述的CrMoCu合金铸铁连铸型材，其重量(％)是C3.50，Si2.80，Mn0.60，P0.10，S0.06，Cr0.08，Mo0.08，Cu0.50，Ti0.12，Fe92.16。
6.根据权利要求2所述的CrMoCu合金铸铁连铸型材，其重量(％)是C3.40，Si2.40，Mn0.80，P0.10，S0.06，Cr0.12，Mo0.12，Cu0.60，Ti0.12，Fe92.28。
7.根据权利要求2所述的CrMoCu合金铸铁连铸型材，其重量(％)是C3.20，Si2.20，Mn1.00，P0.10，S0.06，Cr0.20，Mo0.20，Cu0.70，Ti0.15，Fe92.19。
8.一种如权利要求1所述的制造方法，是通过以下步骤实现的熔炼；采用感应电炉或冲天炉——感应电炉的熔炼方式熔炼工艺包括(1)原铁水，炉前快速热分析仪控制含量碳3.20-3.40％和硅2.20-2.40％；合金铁水熔炼温度为1460～1500°；铁水包内冲入法孕育，孕前铁水温度1400～1420°，孕育持续时间7～9分钟，孕育剂量0.4～0.8％，孕育剂粒度＜12mm。型材光谱分析(2)确定Cr、Mo、Cu、Ti、Mn、S、P含量；连续铸造拉拔(3)结晶器结构；冷却水温度、流量、压力的调整；结晶器出口型材表面温度的调整；型材牵引速度的调整。
9.根据权利要求8所述的制造方法，步骤(1)中控制碳和硅含量％在CE3.8～4.3范围；孕育后铁水CE值应为4.10～4.40之间。步骤(2)中确定Cr、Mo、Cu、Ti、Mn、S、P含量，根据机械零部件使用性能要求，综合型材的强度、硬度和基体组织情况，调整碳当量(CE)、石墨化系数(K)和合金元素C、Si、Mn、P、Cr、Mo、Cu、Ti、的实际加入量；步骤(3)中结晶器孔型为石墨管材料，其冷却水道形状分螺旋型和矩型；冷却水为常压、水温为30～60°，结晶器出口型材表面温度750～950°，牵引速度(步长mm)10～100。
全文摘要
本发明涉及一种CrMoCu合金铸铁连铸型材及其制造方法，本发明的型材由C、Si、Mn、P、S、Cr、Mo、Cu、Ti、Fe组成；其重量(％)比可以是C3.20－3.60，Si2.20－2.90，Mn0.60－1.00，P0.10－0.15，S≤0.08，Cr0.07－0.20，Mo0.07－0.20，Cu0.25－0.80，Ti0.08－0.15，Fe91－93；本发明的有益效果是一方面利用CrMoCu元素溶入基体组织，提高金属基体的电极电位，减少基体中的原电池数量，Cr和Mo形成合金碳化物活泼作用不变，抗酸碱性好，达到抗腐蚀作用；另一方面，CrMoCu元素同时分别以固溶强化基体组织的作用和微量的特殊化合物(例(Cr、Fe)
文档编号B22D11/00GK1876878SQ20051002668
公开日2006年12月13日 申请日期2005年6月10日 优先权日2005年6月10日
发明者王如华, 张平和, 时胜利, 王海生 申请人:上海上大热欣科技发展有限公司