专利名称：用于防爆电机铸件生产的合金铸铁材料的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于防爆电机铸件生产的合金铸铁材料，属于防爆电机铸件的新材料领域。
背景技术：
目前防爆电机以其较高的安全保证性能已经广泛应用于各种危化行业，特别是易燃易爆场所，如煤矿、石油天然气、石油化工、化学行业以及纺织、冶金、城市煤气、交通、粮油加工、造纸、医药等部门广泛应用。防爆电机作为主要的动力设备，通常用于驱动泵、风机、压缩机和其他动力机械。我国近些年在防爆电机的制造水平上和整体的防爆性能上已经有了较大的进步，但是在一些环境极端恶劣如高寒(_40°C )和昼夜温差极大等环境下， 采用的防爆电机仍然需要进口。防爆电机在安全性能稳定性上起决定作用的主要是两个方面，一是防爆原理结构的设计是否合理先进，二是使用的材料的稳定性。在材料的稳定性上主要是设计的隔爆面的间隙不因材料的线性膨胀而变化。目前我国在防爆电机铸件的材料上主要应用铸钢、钢板焊接、HT200灰铸铁和HT250灰铸铁，但是这些材料在低温强度和线性膨胀系数上并不适用于高寒和昼夜温差极大的恶劣环境。最近几年也有研究铝合金和铝镁合金作为防爆电机铸件的结构性材料，但是只能应用在一部分微型和小型防爆电机上， 中大型防爆电机不能使用。
发明内容
根据现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种用于防爆电机铸件生产的合金铸铁材料，既能满足良好的结构性能、铸造成型性能、切削加工性能、良好的低温强度，满足极端环境下的结构受力和气体爆炸压力的考验，又有较低的线性膨胀系数，满足高寒和温差极大环境下确保防爆电机隔爆面的设计间隙。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种用于防爆电机铸件生产的合金铸铁材料，其特征在于由生铁、废钢、硅铁、锰铁、增碳剂、铜、孕育剂经过电炉熔炼，再经过炉前变质孕育处理，最后经浇注成型冷却得到本种材料。所述的生铁使用低钛(含钛的质量分数< 0.05% )、低磷(含磷的质量分数 ^ 0. 06% )、低锰(含锰的质量分数彡0. 3% )的18#生铁。所述的废钢采用无锈一级废钢(厚度彡6mm)。所述的硅铁采用75#硅铁。所述的锰铁采用65#锰铁。所述的增碳剂采用含碳质量> 95%的煅烧石油焦增碳剂。所述的孕育剂采用硅钡孕育剂。所述的原材料配比为生铁10 20%，废钢70 90%，硅铁1 2%，锰铁1 2%，增碳剂2 5%，铜02 0.3%，孕育剂0.5 0.8%。本材料的化学成分为C%3. 1 3. 25，Si % 1. 8 2. 1，Mn % 0. 7 0. 9，P %< 0. 07，S%< 0. 05，0. 04，Cr%< 0. 1，Cu% 0· 2 0· 3。本材料的拉伸强度彡275 325MPa，硬度HB170 220，231°下极限强度300 !350MPa，23;3K°下冲击韧性8-lOJ/cm2，293K°下线性膨胀系数彡8*10_7Κ°。本发明的有益效果是本材料既能满足良好的结构性能、铸造成型性能、切削加工性能、良好的低温强度，满足极端环境下的结构受力和气体爆炸压力的考验，又有较低的线性膨胀系数，满足高寒和温差极大环境下确保防爆电机隔爆面的设计间隙。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明做进一步描述。实施例1产品为防爆电机零件电机壳体，单件重量35. 5kg，型号为130，平均壁厚10mm，树脂砂造型工艺。熔炼该种合金铸铁的原材料配比为生铁10%，废钢84.4%，硅铁1.3%， 锰铁1. 2%，增碳剂2. 3%，铜0. 2%，经过中频感应电炉熔化，温度达到1520°C后，经过光谱仪检测对成分进行微调，经过炉前变质孕育处理而成，孕育剂0. 6%，其中生铁使用低钛、低磷、低锰18#生铁；废钢采用无锈一级废钢(厚度> 6mm)；硅铁采用75#硅铁；锰铁采用65# 锰铁；增碳剂采用含碳质量为96%的煅烧石油焦增碳剂；孕育剂采用硅钡孕育剂。浇注于电机铸件的砂型型腔内得到防爆电机机壳。经过检验，利用该种合金铸铁材料得到的130型电机壳体的化学成分为C% 3. 14,Si% 1. 83,Mn% 0. 79,P% 0. 053,S%
0.032，Ti% 0. 025，Cr% 0. 06，Cu% 0. 2 ；拉伸强度 312MPa，硬度 HB182，233K° 下极限强度 340MPa,233K°下冲击韧性8. 5J/cm2，293K°下线性膨胀系数6. 5*10_7Κ°。经过打压试验后> 2^ar，应用于高寒环境安全性能稳定。实施例2产品为防爆电机零件电机壳体，单件重量13^g，型号为255，平均壁厚12mm，树脂砂造型工艺。熔炼该种合金铸铁的原材料配比为生铁15%，废钢75. 5%，硅铁2%，锰铁
1.8%，增碳剂4. 9%，铜0. 3%，经过中频感应电炉熔化，温度达到1520°C后，经过光谱仪检测对成分进行微调，经过炉前变质孕育处理而成，孕育剂0.5%，其中生铁使用低钛、低磷、 低锰18#生铁；废钢采用无锈纯净一级废钢(厚度> 6mm)；硅铁采用75#硅铁；锰铁采用 65#锰铁；增碳剂采用含碳质量为97%的煅烧石油焦增碳剂；孕育剂采用硅钡孕育剂。浇注于电机铸件的砂型型腔内得到防爆电机机壳。经过检验，利用该种合金铸铁材料得到的255型电机壳体的化学成分为C% 3. 20,Si% 1. 92,Mn% 0. 81,P% 0. 049, S% 0. 028，Ti % 0. 029, Cr % 0. 03,Cu% 0. 25 ；拉伸强度 286MPa，硬度 HB178，233K° 下极限强度 335MPa,233K°下冲击韧性8. lj/cm2，293K°下线性膨胀系数6. 7*10_6/Κ°。经过打压试验后> 2^ar，应用于高寒环境安全性能稳定。实施例3产品为防爆电机零件电机端盖，单件重量63kg，型号为355，平均壁厚15mm，树脂砂造型工艺。熔炼该种合金铸铁的原材料配比为生铁20%，废钢74. 7%，硅铁1. 2%，锰铁1. 4%，增碳剂2. 0 %，铜0. 3%，经过中频感应电炉熔化，温度达到1520°C后，经过光谱仪检测对成分进行微调，经过炉前变质孕育处理而成，孕育剂0. 8%，其中生铁使用低钛、低磷、低锰18#生铁；废钢采用无锈纯净一级废钢(厚度> 6mm)；硅铁采用75#硅铁；锰铁采用65#锰铁；增碳剂采用含碳质量为95%的煅烧石油焦增碳剂；孕育剂采用硅钡孕育剂。
浇注于电机铸件的砂型型腔内得到防爆电机端盖。经过检验，利用该种合金铸铁材料得到的355型电机端盖的化学成分为C% 321，Si% 2. 02，Mn% 0. 82，P% 0. 055，S% 0. 035，Ti % 0. 034, Cr % 0. 05,Cu% 0. 24 ；拉伸强度 290MPa，硬度 HB192，233K° 下极限强度 342MPa,233K°下冲击韧性9. OJ/cm2，293K°下线性膨胀系数6. 4*10_6/Κ°。经过打压试验后> 2^ar，应用于高寒环境安全性能稳定。
权利要求
1.一种用于防爆电机铸件生产的合金铸铁材料，其特征在于由生铁、废钢、硅铁、锰铁、 增碳剂、铜、孕育剂经过电炉熔炼，再经过炉前变质孕育处理，最后经浇注成型冷却得到本种材料。
2.根据权利要求1所述的用于防爆电机铸件生产的合金铸铁材料，其特征在于所述的生铁使用低钛、低磷、低锰的18#生铁。
3.根据权利要求1所述的用于防爆电机铸件生产的合金铸铁材料，其特征在于所述的废钢采用无锈一级废钢。
4.根据权利要求1所述的用于防爆电机铸件生产的合金铸铁材料，其特征在于所述的硅铁采用75#硅铁。
5.根据权利要求1所述的用于防爆电机铸件生产的合金铸铁材料，其特征在于所述的锰铁采用65#锰铁。
6.根据权利要求1所述的用于防爆电机铸件生产的合金铸铁材料，其特征在于所述的增碳剂采用含碳质量> 95%的煅烧石油焦增碳剂。
7.根据权利要求1所述的用于防爆电机铸件生产的合金铸铁材料，其特征在于所述的孕育剂采用硅钡孕育剂。
8.根据权利要求1所述的用于防爆电机铸件生产的合金铸铁材料，其特征在于所述的原材料配比为生铁5 20%，废钢70 90%，硅铁1 2%，锰铁1 2%，增碳剂2 5%， 铜0. 2 0. 3%，孕育剂0. 5 0. 8%。
全文摘要
本发明涉及一种用于防爆电机铸件生产的合金铸铁材料，属于防爆电机铸件的新材料领域，其特征在于由生铁、废钢、硅铁、锰铁、增碳剂、铜、孕育剂经过电炉熔炼，再经过炉前变质孕育处理，最后经浇注成型冷却得到本种材料。本材料既能满足良好的结构性能、铸造成型性能、切削加工性能、良好的低温强度，满足极端环境下的结构受力和气体爆炸压力的考验，又有较低的线性膨胀系数，满足高寒和温差极大环境下确保防爆电机隔爆面的设计间隙。
文档编号C22C33/08GK102400033SQ20111040376
公开日2012年4月4日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者周仕勇, 李兴华 申请人:山东省源通机械股份有限公司