专利名称：低铬中硅钼铁素体球墨铸铁的制作方法
技术领域：
本发明低铬中硅钼铁素体球墨铸铁属于铸造合金。
目前，工业上使用的耐热材料中，多数属于耐热合金类材料和耐热铸钢类材料，机械加工比较困难，材料价格也比较昂贵。美国专利文献US4450019中介绍的一种耐热性能高的球墨铸铁材料，主要用于制造汽车排气管。但此种材料铸造性能差，在950℃的高温下工作时热脆性和抗拉强度都不高，不适合做高温下工作的模具材料。
本发明的目的在于解决上述现有技术的不足而提供一种耐高温(高达950℃)的低铬中硅钼铁素体球墨铸铁模具材料，机械加工性好，抗冷、热脆性好，抗拉强度较高，材料费低廉，综合的技术经济性较高。
本发明是一种低铬中硅钼铁素体球墨铸铁合金，其特征是以铬代替部份的锰的含量。本发明的铸铁合金，其化学成份(以重量百分数计算)为C2.0～3.0%;Si4.5～6.0%;Mo0.8～1.6%;Mn0.06～0.17%;P0.03～0.07%;S0.004～0.02%;Re0.04～0.07%;Mg0.03～0.05%;其余是Fe。
钼、锰、铬和硅是本发明的铸铁合金用以提高其高温性能，提高抗冷、热脆性和抗拉强度的主要添加元素。提高合金中钼的含量，使合金的高温下的抗拉强度和耐热疲劳性能得到改善，但同时合金的材料成本费也随之增加。因此，综合考虑合金的技术经济性，合金中钼的含量以不超过1.6%为宜。
锰在合金中起脱硫作用，减少锰在合金中的含量是本发明用以降低合金对裂纹的敏感度和提高其抗冷、热脆性以及改善其机械加工性能的主要方法。锰在合金中的含量最高不应超过0.17%。
在本发明中的铬是用以加强铸铁合金在高温下的抗氧化能力，铬的含量不应小于0.2%，但是，铬的含量过高会导致形成自由炭化物而降低合金的加工性和其他机械性能。因此，铬的含量最高不应超过0.4%。同样，本发明以提高硅的含量的方法来提高铸铁合金在高温下的抗氧化能力，但是硅的含量过高会增加脆性，因此，硅的含量以4.5～6%为宜。
本铸铁合金的金相组织主要为铁素体，含有少量的碳化物，石墨呈球状存在。
图1是本发明在100倍显微镜下的铸态下金相组织照片本发明的一个实施例是一耐高温模具材料，其化学成份及使用性能如下本实施例为一耐高温模具，用于使用超塑成形扩散连接的工艺方法制造大型钛合金板成型的零件。模具重量达0.5t，在零件成形过程中，模具在持续12～13小时内承受900～950℃的温度，充气加压持续2～3小时，压强为15～17Pa。模具经过四次反复使用，制成零件尺寸仍符合要求。模具材料为低铬中硅钼铁素体球墨铸铁合金，其成份(重量百分比)为C2.88%;Si5.09%;Mo1.46%;Mn0.15%;Cr0.34%;P0.043%;S0.007%;Mg残0.031%;Re残0.057%;其余是Fe。
本发明的铸铁合金材料具有较好的高温抗拉强度和抗氧化能力，高的抗冷、热脆性和良好的抗蠕变性能，并且有良好的机械加工性能，焊接性也好，从综合技术经济性能来考虑，本发明的铸铁合金特别适用于在研制和小批量生产中用作耐高温的模具材料可获得较高的技术经济效益。
权利要求
1.一种中硅钼铁素体球墨铸铁，其特征是以铬代替部份的锰。
2.根据权利要求1所述的中硅钼铁素体球墨铸铁，其特征是其化学成份(以重量百分数计算)为C2.0～3.0%;Si4.5～6.0%;Mo0.8～1.6%;Mn0.06～0.17%;Cr0.2～0.4%;P0.03～0.07%;S0.004～0.02%;Re0.04～0.07%;Mg0.03～0.05%;其余为Fe。
全文摘要
一种低铬中硅钼铁素体球墨铸铁合金，其化学成份(以重量百分数计算)为C2.0～3.0％；Si4.5～6.0；Mo0.8～1.6％；Mn0.06～0.17％；Cr0.2～0.4％；P0.03～0.07％；S0.004～0.02％；Rc0.04～0.07％；Mg0.03～0.05％；其余为Fe。该合金在铸态下金相组织为以铁素体为主，含有少量炭化物，石墨呈球状存在，具有较好的高温抗拉强度和抗冷、热脆性以及抗氧化能力，机械加工性能良好，特别适用于在研制和小批生产中用作耐高温模具材料。
文档编号C22C37/06GK1051593SQ8910733
公开日1991年5月22日 申请日期1989年11月7日 优先权日1989年11月7日
发明者李胜民, 田九林, 陈康德, 顾荣清, 朴林旭 申请人:沈阳飞机制造公司