一种硼磷耐磨铸铁的热处理方法与流程

文档序号:11126546阅读:319来源:国知局

本发明涉及黑色金属的生产技术领域,尤其是一种硼磷耐磨铸铁的热处理方法。



背景技术:

硼磷耐磨铸铁是一种性能优良的减磨材料,它具有很高的硬度和延长铸件的使用寿命的特点。硼磷耐磨铸铁只需在铸铁中加入硼、磷,基体组织几乎不发生变化,只是在奥氏体中出现一部分硼碳化物。另外,硼碳化物中不溶解磷,所以増加磷含量只増加特殊奥氏体中磷共晶的数量,硼碳化物析出的数量不受磷的影响。増加硼含量则硼碳化物数量增加。由于硼碳化物的显徴硬度较髙HV=1100左右,因此提髙了耐磨性,同时硼碳化物在基体中均匀分布,所以对加工性能并不带来很多困难。另外为了消除自由渗碳体,降低硬度,改善机械性能及切削加工性能,需进行高温退火处理。



技术实现要素:

本发明所需解决的技术问题是提供一种硼磷耐磨铸铁的热处理方法。通过控制铸铁中硼、磷的加入量,铸造出耐磨铸铁,并进行高温退火改善机械性能及切削加工性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:包括下述几个步骤:

第一步:配料:将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁按C2.7~3.7%、Si1.8~2.8%、Mn0.5~1.3%、B0.02~0.06%、P0.2~0.55%、S≤0.08%,余量为Fe重量百分比的方式进行配料;

第二步:预热:将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热;

第三步:熔炼:将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后,投入其数量为炉料16~24%,成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧,再投入烘烤处理的锰铁和硅铁得到铁液;

第四步:炉前快速分析:取铁液浇注试样进行快速分析,根据分析结果调整化学成分;

第五步:终脱氧:将铁液温度升温至1480~1630℃,投入其数量为铁液0.1~0.3%的铝进行终脱氧;

第六步:孕育处理:铁液自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理,加入其数量为铁液量的0.3~0.5%孕育剂,孕育剂的粒度为2~6mm,孕育剂为75硅铁;

第七步:浇注:待铁液温度降至1460~1530℃时,进行浇注,得到铸件;

第八步:高温退火。

所述的第八步高温退火中,铸件﹤200℃以下装入热处理炉中,以65~90℃/h的速度升温至775~830℃,保温2~4h进行快速冷却至560℃时,再将铸件放入热处理炉以50~70℃/h的速度冷至300℃以下出炉空冷,得到硼磷耐磨铸铁。

本发明的有益效果是:方法简单,通过严格控制硼、磷的加入量,铸造出髙性能减磨铸铁,并能替代部分昂贵合金元素,同时改善机械性能及切削加工性能,特别适合铸造汽缸套和活塞环。

具体实施方式

实施例1:

本例的一种硼磷耐磨铸铁的热处理方法,包括下述几个步骤:

第一步:配料:将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁按C2.7%、Si1.8%、Mn0.5%、B0.02%、P0.2%、S≤0.08%,余量为Fe重量百分比的方式进行配料;

第二步:预热:将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热;

第三步:熔炼:将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后,投入其数量为炉料16%,成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧,再投入烘烤处理的锰铁和硅铁得到铁液;

第四步:炉前快速分析:取铁液浇注试样进行快速分析,根据分析结果调整化学成分;

第五步:终脱氧:将铁液温度升温至1480℃,投入其数量为铁液0.1%的铝进行终脱氧;

第六步:孕育处理:铁液自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理,加入其数量为铁液量的0.3%孕育剂,孕育剂的粒度为2mm,孕育剂为75硅铁;

第七步:浇注:待铁液温度降至1460℃时,进行浇注,得到铸件;

第八步:高温退火:铸件﹤200℃以下装入热处理炉中,以65℃/h的速度升温至775℃,保温2h进行快速冷却至560℃时,再将铸件放入热处理炉以50℃/h的速度冷至300℃以下出炉空冷,得到硼磷耐磨铸铁。

实施例2:

本例的一种硼磷耐磨铸铁的热处理方法,包括下述几个步骤:

第一步:配料:将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁按C3.2%、Si2.3%、Mn0.9%、B0.04%、P0.375%、S≤0.08%,余量为Fe重量百分比的方式进行配料;

第二步:预热:将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热;

第三步:熔炼:将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后,投入其数量为炉料20%,成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧,再投入烘烤处理的锰铁和硅铁得到铁液;

第四步:炉前快速分析:取铁液浇注试样进行快速分析,根据分析结果调整化学成分;

第五步:终脱氧:将铁液温度升温至1505℃,投入其数量为铁液0.2%的铝进行终脱氧;

第六步:孕育处理:铁液自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理,加入其数量为铁液量的0.4%孕育剂,孕育剂的粒度为4mm,孕育剂为75硅铁;

第七步:浇注:待铁液温度降至1495℃时,进行浇注,得到铸件;

第八步:高温退火:铸件﹤200℃以下装入热处理炉中,以77℃/h的速度升温至802.5℃,保温3h进行快速冷却至560℃时,再将铸件放入热处理炉以60℃/h的速度冷至300℃以下出炉空冷,得到硼磷耐磨铸铁。

实施例3:

本例的一种硼磷耐磨铸铁的热处理方法,包括下述几个步骤:

第一步:配料:将废钢、回炉料、生铁、锰铁、硅铁按C3.7%、Si2.8%、Mn1.3%、B0.06%、P0.55%、S≤0.08%,余量为Fe重量百分比的方式进行配料;

第二步:预热:将优化计算好的废钢、回炉料、生铁投入中频感应炉内进行预热;

第三步:熔炼:将中频感应炉内的废钢、回炉料、生铁熔化后,投入其数量为炉料24%,成分为石灰70%+萤石30%的脱氧剂进行预脱氧,再投入烘烤处理的锰铁和硅铁得到铁液;

第四步:炉前快速分析:取铁液浇注试样进行快速分析,根据分析结果调整化学成分;

第五步:终脱氧:将铁液温度升温至1630℃,投入其数量为铁液0.3%的铝进行终脱氧;

第六步:孕育处理:铁液自中频感应炉流向浇包时进行孕育处理,加入其数量为铁液量的0.5%孕育剂,孕育剂的粒度为6mm,孕育剂为75硅铁;

第七步:浇注:待铁液温度降至1530℃时,进行浇注,得到铸件;

第八步:高温退火:铸件﹤200℃以下装入热处理炉中,以90℃/h的速度升温至830℃,保温4h进行快速冷却至560℃时,再将铸件放入热处理炉以70℃/h的速度冷至300℃以下出炉空冷,得到硼磷耐磨铸铁。

以上对本发明的具体实施方式作了说明,但这些说明不能被理解为限制了本发明的范围,本发明的保护范围由随附的权利要求书限定,仼何在本发明权利要求基础上的任何修改、等同替换和改进等,均落入本发明的保护范围之內。

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