专利名称：：低合金白口铸铁的制作方法
技术领域：
：本发明涉及一种低合金白口铸铁，具体地说是一种能满足粮食加工机械耐磨部件要求的低合金白u铸铁。
背景技术：
：为抵抗磨料磨损用的铸铁一般在白口状态下使用，其组织为坚强的金属基体支持着坚硬的碳化物，使铸铁能抵抗磨损。根据使用条件，白口铸铁可以不含合金，也可以含有低、中、高量合金元素。我国已制订了抗磨白口铸铁的国家标准(GB8263-87)。其中标准牌号的材料成分一般如表1所示。表1标准牌号的材料成分(重量百分比)(余量为铁)名称化学成分cSiMnCrPS普通白口铸铁3.53.8<0.60.15~0.20一<0.30.2~0.4低铬稀土白口铸铁2.4~2.60.81.20.8~1.22.5~3.0—一硬度一般为HRc53~58，而专利CN101卯29B的高硬度合金白口抗磨铸铁成分为碳34%、硅0.4~1.0%、锰0.52.0%、磷0.10.15%、硫0.1~0.2%，铬0.3~1.0%，硼0.05~0.2%，R.E0.04-0.06,余量为铁；单位为重量百分数。它的硬度HRc5568。对于粮食加工机械而言，它对白口铁的要求是硬度HRc4055，且通常情况下铸件的形状比较复杂。而用现有材料生产，低硅生铁较难采购，硬度太高不!加工，不符合技术要求，且现有材料生产的铸件裂纹倾向大，不宜大规模生产。
发明内容本发明的目的是提供一种低合金白口铸铁，该白口铁符合粮食加工机械的要求，具有比标准牌号白口铁或CN1019029B白口铁更好的机械加工、铸造综合性能。该白口铁可以用于粮食加工机械部件，也可用于其他工程领域。按照本发明提供的技术方案，所述白口铁的化学成分为碳3.5~3.8%，硅1.5~1.9%，锰大于0、小于等于1.0%，磷小于0.05%，硫小于0.02%，铬大于0、小于等于1.0%，余量为铁和不可避免的微量杂质元素；单位为重量百分数。所述白口铁的断口呈白色，硬度HRc4055。在熔炼所述低合金白口铸铁时，熔炼炉采用中频感应电炉或冲天炉，球化剂的加入方式为包内冲入法；熔炼时，在铁水包内设置用于放置球化剂的球化坑，在球化坑内放入低合金白口铸铁熔炼量的1.52.0%的球化剂，单位是重量百分数；在球化剂上覆盖覆盖剂，再在覆盖剂上加压板，低合金白口铸铁的熔炼温度为1520士70。C，低合金白口铸铁铁水的浇注温度为1400士50。C;所述低合金白口铸铁的最终化学成分为碳3.5~3.8%，硅1.51.9%，锰大于0、小于等于1.0%,磷小于0.05%，硫小于0.02%，铬大于0、小于等于1.0%，3余量为铁和不可避免的微量杂质元素；单位为重量百分数。根据低合金白口铸铁的最终成分要求，所述覆盖剂、压板的成分已计算在炉料中。所述球化剂的加入量最好为熔炼量的1.61.8%。所述低合金白口铸铁可以应用于粮食加工机械部件。如送料辊与搅拌辊等。标准牌号的普通白口铸铁和低合金白口铸铁的生产工艺与灰铸铁类似，而本发明的低合金白口铸铁的熔炼工艺与生产球墨铸铁类似，球化剂为普通稀土镁合金，主要成分是1丐1.0~2.0%、硅40~45%、镁6.0~8.0%、稀十2.53.5%和钡1.0~2.0%，其余为铁；比较好的一种球化剂成分为钙1.08%、硅44.57%、镁7.95%、稀土3.22%和钡1.54%，其余为铁。所述覆盖剂的成分为普通75#硅铁。所述低合金白口铸铁中的碳、硅是铸铁的最基本成分；锰、铬促进珠光体形成，并细化珠光体，强化基体。在这种白口铁中有部分形成碳化物。本发明中硅比普通白口铁要高，主要目的是在确保抗磨的前提下，尽量降低硬度，减少縮松、缩孔，弱化裂纹倾向，使所述铸铁的机械加工性能和铸造性能更好。随着硅含量增加，碳当量提高，结晶温度范围更窄，所以凝固更接近于逐层凝固，縮孔缩松倾向小，热裂倾向性小。同时随着硅含量的提高，有利于降低硬度，从而使铸铁的机械加工性能得到改善。但是硬度太低了也不行，因此，又加入适量的锰、铬，以保证能达到一定的硬度。加入球化剂的目的主要是利用球化剂中的稀土进行变质处理，以进-步使铸件的基体组织细化，可以进一步提高铸件的硬度，同时也增强了浇注工艺的稳定性好，提高铸件的成品率。添加球化剂是为变质处理，主要是在铁水凝固时可以形成多个成核点，使组织更加均匀细化，提高铸件的硬度，而且工艺很稳定；如果不加球化剂，仅靠硅和锰铬的调整，不是很可靠，有时也许是好的，有吋也许是极差的，工艺不是太稳定。处理后的金相组织为珠光体与莱氏体，断口呈白色。形成后的铸件不用热处理。本发明通过加含有稀土的球化剂来进行变质处理，一方面球化剂是铸造生产中常用的一种材料，易于采购，且成本低，另一方面，由于球化剂可以放在铁水包的底部，当铁水倒入时，铁水接触球化剂后迅速发生变质反应，变质非常均匀，熔炼工艺的可操作性强，操作人员比较容易掌握和实施。通过调整硅的含量，控制合适的碳当量，减少体收縮；同时加入适量的锰、铬及通过球化剂中的稀土变质处理，以保证达到所要求的硬度。本发明解决了一般白口铸铁硬度太高，裂纹倾向大，不易加工的难点，本发明制得的白口铸铁硬度值在HRc4055之间，硬度适中，更便于机械加工，且热裂倾向性小，便于制作形状复杂的铸件，同时又能满足耐磨要求。由于采用球铁的熔炼工艺，实际生产时，各种成分在加入时比较好调整，也更容易控制，而如果采用普通白口铁(灰铸铁)的工艺，则各种成分加多或加少时就很难控制铸件的组织变化。采用本发明获得的这种材料铸造性能大大改善，裂纹倾向小，易于制造形状较复杂的铸件，同时硬度适中，机械加工性能较好。这种低合金白U铸铁可用于制造粮食加工机械部件，所述粮食加工机械部件主要是送料辊、搅拌辊等。因此，本发明相对于CN1019029B白口铁来说，硬度在HRc4055之间，硬度适中，容易加工，耐磨符合设计要求，裂纹倾向小，用该白口铸铁制作的送料辊在碾米机上己连续运转一年，加工的米质量不变。图1的基体组织为珠光体+约45%莱氏体。图2的基体组织为珠光体+约50%莱氏体。图3的基体组织为珠光体+约55%莱氏体。图4的基体组织为珠光体+约50%莱氏体。具体实施例方式标准牌号的材料的成分如表1，CN1019029B白口铁的成分如表2。表2CN1019029B白口铁的成分(重量百分比)(余量为铁)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本发明中，用来铸造粮食加工机械部件的低合金白口铸佚的化学成分如表3所示。表3本发明低合金铸铁的化学成分(重量百分比)(余量为铁)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>本发明材料的熔炼工艺与常规的生产球墨铸铁的工艺类似，具体细节可参照机械工业出版社1993年出版的《铸造手册》(第1巻)等参考书中的关于球墨铸铁的生产工艺。所用球化剂为普通稀土镁合金，主要成分是钙1.08%、硅44.57%、镁7.95%、稀土3.22%和钡1.54%，其余为铁。当然也可以采用其它含有稀土的球化剂，如南京宁阪铁合金有限公司生产的OGRC-6B型球化剂。球化剂的加入量为熔炼量的1.5%2.0%。熔炼温度为1520±70°C，浇注温度为1400士50。C。球化剂的加入量优选为烙炼量的1.6%1.8%。本发明材料的几组成分及硬度实例如表4，典型的金相组织如图l、图2、图3和图4，分别与前述4个实施例相对应。图中白色的是莱氏体，黑色的是珠光体。表4化学成分(重量百分比)(余量为铁)及硬度(HRc)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>上述成分和性能完全符合粮食加工机械部件有关规定，并且具有更好的机械加工、铸造综合性能。与普通白口铁及CN1019029B白口铁相比，本发明添加合金元素少，不用添加硼，磷、硫成分范围宽，生产中容易控制，且生产的铸件裂纹倾向小，易于制造形状较复杂的铸件。本发明的材料可用来铸造粮食加工机械部件，如送料辊、搅拌辊等。下面举一个熔炼这种低合金白口铸件的方法，用500公斤中频感应电炉熔炼500公斤铁水，包括以下步骤(1)根据低合金白口铸件的成分要求配料(覆盖硅铁、盖板计算在炉料内)，在中频感应电炉中熔炼铁水；(2)在铁水包的球化坑内放入熔炼量的1.7%,即8.5公斤的普通稀土镁合金球化剂，主要成分是钙1.08%、硅44.57%、镁7.95%、稀土3.22%和钡1.54%，其余为铁；覆盖75#硅铁，再盖约IO毫米左右厚的普通碳素钢钢板。(3)熔炼温度达152(TC时，先出约2/3体积的铁水，等反应约l分钟后，再冲入余量铁水。(4)在约140(TC左右浇注铸件。所述压板为普通碳钢钢板。权利要求1、一种低合金白口铸铁，其特征在于，所述白口铁的化学成分为碳3.5～3.8％，硅1.5～1.9％，锰大于0、小于等于1.0％，磷小于0.05％，硫小于0.02％，铬大于0、小于等于1.0％，余量为铁和不可避免的微量杂质元素；单位为重量百分数。2、如权利要求1所述低合金白口铸铁，其特征在于；所述白口铁的断口呈白色，硬度HRc4055。3、如权利要求l所述低合金白口铸铁，其特征在于，采用球墨铸铁的熔炼工艺，其中球化剂的加入量为熔炼量的1.5~2.0%。4、如权利要求3所述低合金白口铸铁，其特征在于所述球化剂的加入量为熔炼量的1.6~1.8%。5、一种熔炼权利要求1、2、3或4所述低合金白口铸铁的方法，其特征是熔炼炉采用中频感应电炉或冲天炉，球化剂的加入方式为包内冲入法；熔炼时，在铁水包内设置用于放置球化剂的球化坑，在球化坑内放入低合金白口铸铁熔炼量的1.52.0%的球化剂，单位是重量百分数；在球化剂上覆盖覆盖剂，再在覆盖剂上加压板，低合金白口铸铁的熔炼温度为1520±70°C，低合金白口铸铁铁水的浇注温度为1400±50°C。所述低合金白口铸铁的最终化学成分为碳3.5~3.8%，硅1.5~1.9%，锰大于0、小于等于1.0%，磷小于0.05%，硫小于0.02%，铬大于O、小于等于1.0%，余量为铁和不可避免的微量杂质元素；单位为重量百分数。6、如权利要求5所述低合金白口铸铁的方法，其特征是所述球化剂为普通稀土镁合金，主要成分是钙1.02.0%、硅40~45%、镁6.08.0%、稀土2.5~3.5%和钡1.02.0%，其余为铁，单位为重量百分数。7、如权利要求5所述低合金白口铸铁的方法，其特征是所述覆盖剂的成分为普通75#硅铁。8、如权利要求5所述低合金白口铸铁的方法，其特征是球化剂的加入量为熔炼量的1.61.8%。9、一种如权利要求1所述低合金白口铸铁在粮食加工机械部件中的应用。10、如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述粮食加工机械部件为送料辊与搅拌辊。全文摘要本发明涉及一种低合金白口铸铁，它能满足粮食加工机械耐磨件的特殊要求，所述白口铁的化学成分为碳3.5～3.8％，硅1.5～1.9％，锰大于0、小于等于1.0％，磷小于0.05％，硫小于0.02％，铬大于0、小于等于1.0％，余量为铁和不可避免的微量杂质元素；单位为重量百分数。所述白口铁符合粮食加工机械耐磨件的性能规定，具有比“高硬度合金白口抗磨铸铁”(专利CN1019029B)更好的机械加工、铸造综合性能。并且成分容易控制、合金增添少、生产成本低、铸造工艺性能优良，从而更有利于工业化应用等优点。文档编号C22C37/10GK101463446SQ200810243269公开日2009年6月24日申请日期2008年12月22日优先权日2008年12月22日发明者封雪平申请人:南车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司