一种改善生铁铸件的抗磨损性能的方法与流程

文档序号:15132047发布日期:2018-08-10 10:22阅读:517来源:国知局

本发明涉及生铁铸造技术领域,具体为一种改善生铁铸件的抗磨损性能的方法。



背景技术:

生铁是含碳量大于2%的铁碳合金,工业生铁含碳量一般在2.11%--4.3%,并含c、si、mn、s、p等元素,是用铁矿石经高炉冶炼的产品。根据生铁里碳存在形态的不同,又可分为炼钢生铁、铸造生铁和球墨铸铁等几种。

生铁性能为坚硬、耐磨、铸造性好,但生铁脆,不能锻压。

中国是发展中国家,对铸件的需求越来越多,但是铸件无论在质量还是在数量方面均与发达国家具有很大的差距。因此,我国的铸造生产尚有很大发展空间,铸铁件占整个铸件产量的70%-80%。

随着现代科学技术的进步,特别是航天航空的高速发展和大规模原子能的利用,海洋开发等新兴工业的出现,对结构材料提出了越来越高的要求,传统的金属或合金材料难以满足应用的需要,近年来金属基复合材料以其高比强度、比模量、耐高温、耐磨损等特殊性能,引起了世界各国的高度重视。发达国家如美国、日本等己将这类材料的研究列为21世纪新材料开发的重点。生铁基复合材料也越来越广泛的应用于铸造行业,目前的生铁基复合材料流程复杂、设备要求高、生产经济性差、产品耐磨性不足,不适合于工业批量生产。

例如申请(专利)号为cn201610520309.2公开的一种改善生铁铸件的抗磨损性能的方法,该发明公开了一种改善生铁铸件的抗磨损性能的方法,包括:步骤(1)将生铁加热至熔化状态,成为铁水,预先将氮气加热至1000~1200℃成为热氮气,随着热氮气向铁水中喷入活性炭,活性炭的粒径为40~60nm,喷完活性炭后,再用热氮气向铁水中喷入硫和铁,硫的粒径为20~30nm;步骤(2)浇铸成型;步骤(3)冷却,控制铸件的冷却速度为10~20℃/min,直至冷却至1000℃,之后采用自然冷却,在控制冷却速度的阶段,还采用温度为1000℃的氮气吹送硅,硅的粒径为78~89nm,硅相对于铁水的质量比为0.03~0.06:1000。本发明所生产的铸件的抗磨损性能优良,具有更高的硬度。

但该发明中大量添加了s等有害元素,会极大地破坏生铁的各项性能,在其内部形成各种缺陷,为产品质量带来许多问题。



技术实现要素:

本发明提供了一种改善生铁铸件的抗磨损性能的方法,该制备方法可以有效解决上述技术问题。

为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:

一种改善生铁铸件的抗磨损性能的方法,所述生铁在浇铸前加入耐磨添加剂,所述耐磨添加剂的各物质质量份数比如下:硅粉0.1-0.4份,锰粉8-14份,钨粉1-5份,铬粉2-8份。

优选的,所述改善生铁铸件的抗磨损性能的方法包括以下步骤:

1)生铁熔融:将待浇铸的生铁加入冶炼炉内,启动并将生铁熔融为液体,保温10-15min;

2)除杂;在铁水保温完成后加入锰粉,继续保温30-60min并在保温后扒渣出炉;

3)石墨析出:在步骤2结束后向铁水中加入硅粉,促进铁水的石墨化过程,并在加入硅粉后保温20-40min;

4)改性浇铸:在步骤3结束后向铁水中加入钨粉和铬粉,保温15-45min,并持续搅拌,结束后将铁水浇入模具内即可,

优选的,所述硅粉的粒径为300-500目。

优选的,所述锰粉、铬粉和钨粉的粒径为400-600目。

优选的,所述步骤1-4中保温的温度为1550-1700℃。

优选的,步骤4中搅拌的速率为5-10rad/min。

本发明的有益的效果是:

本发明所得到的生铁铸件可在熔融时通过锰能与生铁中的硫等有害元素生成硫化锰,进入炉渣中便于清除,向铁水中加入的硅粉可促进碳的石墨化,可以为接下来加入的钨粉提供原料以形成碳化钨微粒,从而可以有效提高生铁的耐磨性能和硬度。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

实施例1:

一种改善生铁铸件的抗磨损性能的方法,所述生铁在浇铸前加入耐磨添加剂,所述耐磨添加剂的各物质质量份数比如下:硅粉0.2份,锰粉14份,钨粉1份,铬粉6份。

优选的,所述改善生铁铸件的抗磨损性能的方法包括以下步骤:

1)生铁熔融:将待浇铸的生铁加入冶炼炉内,启动并将生铁熔融为液体,保温10min;

2)除杂;在铁水保温完成后加入锰粉,继续保温40min并在保温后扒渣出炉;

3)石墨析出:在步骤2结束后向铁水中加入硅粉,促进铁水的石墨化过程,并在加入硅粉后保温20min;

4)改性浇铸:在步骤3结束后向铁水中加入钨粉和铬粉,保温25min,并持续搅拌,结束后将铁水浇入模具内即可,

优选的,所述硅粉的粒径为300目。

优选的,所述锰粉、铬粉和钨粉的粒径为600目。

优选的,所述步骤1-4中保温的温度为1550℃。

优选的,步骤4中搅拌的速率为5rad/min。

实施例2:

一种改善生铁铸件的抗磨损性能的方法,所述生铁在浇铸前加入耐磨添加剂,所述耐磨添加剂的各物质质量份数比如下:硅粉0.3份,锰粉12份,钨粉2份,铬粉4份。

优选的,所述改善生铁铸件的抗磨损性能的方法包括以下步骤:

1)生铁熔融:将待浇铸的生铁加入冶炼炉内,启动并将生铁熔融为液体,保温15min;

2)除杂;在铁水保温完成后加入锰粉,继续保温30min并在保温后扒渣出炉;

3)石墨析出:在步骤2结束后向铁水中加入硅粉,促进铁水的石墨化过程,并在加入硅粉后保温30min;

4)改性浇铸:在步骤3结束后向铁水中加入钨粉和铬粉,保温35min,并持续搅拌,结束后将铁水浇入模具内即可,

优选的,所述硅粉的粒径为400目。

优选的,所述锰粉、铬粉和钨粉的粒径为400目。

优选的,所述步骤1-4中保温的温度为1600℃。

优选的,步骤4中搅拌的速率为8rad/min。

实施例3:

一种改善生铁铸件的抗磨损性能的方法,所述生铁在浇铸前加入耐磨添加剂,所述耐磨添加剂的各物质质量份数比如下:硅粉0.1份,锰粉10份,钨粉4份,铬粉2份。

优选的,所述改善生铁铸件的抗磨损性能的方法包括以下步骤:

1)生铁熔融:将待浇铸的生铁加入冶炼炉内,启动并将生铁熔融为液体,保温12min;

2)除杂;在铁水保温完成后加入锰粉,继续保温60min并在保温后扒渣出炉;

3)石墨析出:在步骤2结束后向铁水中加入硅粉,促进铁水的石墨化过程,并在加入硅粉后保温40min;

4)改性浇铸:在步骤3结束后向铁水中加入钨粉和铬粉,保温45min,并持续搅拌,结束后将铁水浇入模具内即可,

优选的,所述硅粉的粒径为500目。

优选的,所述锰粉、铬粉和钨粉的粒径为500目。

优选的,所述步骤1-4中保温的温度为1650℃。

优选的,步骤4中搅拌的速率为10rad/min。

实施例4:

一种改善生铁铸件的抗磨损性能的方法,所述生铁在浇铸前加入耐磨添加剂,所述耐磨添加剂的各物质质量份数比如下:硅粉0.4份,锰粉8份,钨粉5份,铬粉8份。

优选的,所述改善生铁铸件的抗磨损性能的方法包括以下步骤:

1)生铁熔融:将待浇铸的生铁加入冶炼炉内,启动并将生铁熔融为液体,保温13min;

2)除杂;在铁水保温完成后加入锰粉,继续保温50min并在保温后扒渣出炉;

3)石墨析出:在步骤2结束后向铁水中加入硅粉,促进铁水的石墨化过程,并在加入硅粉后保温20min;

4)改性浇铸:在步骤3结束后向铁水中加入钨粉和铬粉,保温15min,并持续搅拌,结束后将铁水浇入模具内即可,

优选的,所述硅粉的粒径为400目。

优选的,所述锰粉、铬粉和钨粉的粒径为500目。

优选的,所述步骤1-4中保温的温度为1700℃。

优选的,步骤4中搅拌的速率为6rad/min。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

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