一种低铬合金铸铁及其制备方法与流程

本发明涉及低铬合金
技术领域：
，尤其是一种低铬合金铸铁及其制备方法。
背景技术：
：铬合金铸铁是广泛应用于水泥、火电、磁粉、选矿等粉体工程的一种研磨介质，为了提高铬合金铸铁的硬度、韧性、耐蚀等综合机械性能，降低在使用中的消耗，各生产企业及科研单位均在不段地探索和研发新工艺，因此选择合适的热处理工艺是提高铬合金铸铁的关键。目前，国内外生产的铬系合金铸铁分为三种：高铬合金铸铁、中铬合金铸铁、低铬合金铸铁。但是，无论是高铬合金铸铁、中铬合金铸铁还是低铬合金铸铁，其在冶炼过程中，其大多都是采用生铁和废钢为原料，经过中频感应电炉熔炼，达到出钢温度后，进行炉前孕育和球化处理，再进行浇注。这不仅使得原料成本较高，而且现有技术中的熔炼工艺中，热处理温度和时间控制不恰当，导致获得的产品的品质较差，如硬度低、冲击韧性较差、抗磨损性能较差。技术实现要素：为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明提供一种低铬合金铸铁及其制备方法。具体是通过以下技术方案得以实现的：一种低铬合金铸铁制备方法，采用废钢为原料，并加入增碳剂熔炼制备成铁水，并且控制在浇筑前时，铁水的化学成分以质量百分比计为C：2.6～3.2％、Si：0.8～1.2％、Mn≤0.6％、S≤0.1％、P≤0.1％、Cr：2.0～2.5％，余量为铁和不可避免的杂质；再将铁水温度调整成1500℃，经过孕育、球化处理，浇注，再将其热处理而成。所述的增碳剂为C＞98％、S≤0.05％，粒度0.2～1mm的高品质增碳剂。所述的废钢为A3钢或45#钢中的一种或者两者的任意质量比混合的混合物。所述的球化处理，加入球化剂，加入量为铁水质量的0.05-0.08％。所述的球化剂为稀土镁硅球化剂。所述的热处理是在650℃下保温4h后，再进行炉冷。所述的方法，废钢和增碳剂的加入是分为四次加入，增碳剂每一次加入均在废钢加入之后。使得杂质减少，避免了增碳剂漂浮在钢液表面，实现对增碳剂的吸收，尤其是对增碳剂的颗粒度的细度控制，有效的使得增碳剂能够快速融入铁水中，改善铁水的品质。所述的孕育处理，在孕育剂加入后，保温3-5min后，出钢浇注。上述的低铬合金铸铁，在20℃时，抗冲击的冲击功为2J，金属洛氏硬度为48-49HRC。与现有技术相比，本发明的技术效果体现在：通过采用废钢为原料，在增碳剂加入处理后，控制浇注前的化学成分以及孕育前的温度，使得获得的产品的抗冲击韧性、硬度、金相组织等机械性能较优，并且降低了低铬合金铸铁的制备成本。尤其是通过在处理过程中，采用650℃的恒温热处理4h，在进行炉冷，能够有效的增强韧性、硬度，改善金相组织。本发明创造的产品的抗冲击功，在20℃时为2J。本发明创造中采用的原料为全废钢，降低了传统低铬合金铸铁制备的成本。附图说明图1为对比例金相组织。图2为试验列金相组织。具体实施方式下面结合具体的实施方式来对本发明的技术方案做进一步的限定，但要求保护的范围不仅局限于所作的描述。本发明创造中的其他未详见的步骤均参照现有技术中的铬合金铸铁、铸球或者铸锻的制备工艺，如专利号为201110425255.9、专利申请号为200910144298.2或专利申请号为200410041736.X的技术方案中的相应操作步骤。实施例1将废钢加入1t容量的中频感应电炉中，并向其中加入增碳剂熔炼成铁水，增碳剂与废钢的加入量为控制在浇注前时，铁水中的化学成分以质量百分比计为C：2.6～3.2％、Si：0.8～1.2％、Mn≤0.6％、S≤0.1％、P≤0.1％、Cr：2.0～2.5％，余量为铁和不可避免的杂质；将铁水温度调整成1500℃，经过孕育、球化处理，浇注，再将其热处理而成。上述的增碳剂采用的是C＞98％、S≤0.05％，粒度0.2～1mm的人造石墨。热处理是在650℃下保温4h后，再进行炉冷或者空冷至常温。上述孕育处理，铁水成分合格、达到出钢温度后加入孕育剂，保温3-5min后出钢浇注。上述球化处理，在出钢过程中在浇包内加入球化剂，用冲入法进行球化处理(加入量为铁水质量的0.05-0.08％)，经球化处理后浇注。所述的球化剂为稀土镁硅合金。实施例2在实施例1的基础上，废钢选择的是A3钢，该钢的锈蚀情况较为轻微。在另外一些实施例中，废钢还可以选择45#钢或者是45#钢与A3钢的任意质量比的混合物。实施例3在实施例1的基础上，废钢和增碳剂的加入次序为废钢、增碳剂、废钢、增碳剂、废钢、增碳剂、废钢、增碳剂、回炉料、硅锰合金，再将其保温3-5min后，出钢浇注。试验列：对比例：采用废钢和生铁为原料，并按照废钢与生铁进行混合熔炼后，按照本发明创造的实施例1制备方法进行处理，并采用降温热处理，获得产品。样品规格为10mm╳10mm╳55mm。试验列为实施例1获得的产品。样品规格为10mm╳10mm╳55mm。将对比例样品和试验列样品在首钢贵阳特殊钢铁有限责任公司钢铁研究所进行冲击功、硬度、金相组织检测试验，其结果如下：1、冲击功采用无缺口冲击，试验设备为JB300-B冲击试验机，在20℃下冲击试验，结果如表1所示：表1样品试验列对照例冲击功2J2J由表1数据显示在冲击功为2J下冲击处理，未见有任何的缺口现象，其韧性较优，能够与传统的废钢与生铁为原料的产品相媲美。2、硬度试验是按照GB/T230金属洛氏硬度试验方法，试验设备为HR-150A，在20℃下试验，试验结果如表2所示：样品分别为对比例和试验列各3件。表2由表2数据显示，本发明创造的产品的洛氏硬度比对比例的洛氏硬度较优。3、金相组织试验：试验方法按照GB/T13299，实验设备为AXiovert100A蔡司金相显微镜，其试验结果，如图1和图2的对比。由图1和图2的对比，两者均为珠光体共晶莱氏组织。宗上试验结果可以得出，本发明创造的低铬合金铸铁的制备方法能够使得产品各项综合机械性能优于采用生铁和废钢为原料的产品，其冲击韧性能够与生铁和废钢产品相媲美，其硬度远远大于生铁和废钢为原料生产的产品，而且从金相组织来看，本发明创造也较优。当前第1页1 2 3