一种高抗磨性铸铁合金辊圈及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铸铁合金领域，具体是指一种具有高抗磨性、低内应力、高韧性，并具有较高的使用寿命的铸铁合金辊圈及制造方法。
【背景技术】
[0002]用于煤矸石和礓石等硬质固体块料破碎或粉碎的机械设备双辊式粉碎机上的辊圈是一个重要部件，该辊圈的材料是具有一定要求的，要求其具有高抗磨性、低内应力、高韧性，并具有较高的使用寿命。对于复合抗磨对辊圈外层的材料问题，有较多的材料可选，也可见之于专利文献资料。
[0003]但是在实际使用中，上述材料在耐磨性能上还无法达到理想状态，而有些材料能够实现耐磨性能，但是在材料中包含有大量的贵金属或稀有金属，材料的成本较高。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种高抗磨性、低内应力、高韧性、高使用寿命，且具有较优性能价格比的铸铁合金材料。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0006]一种高抗磨性铸铁合金辊圈，包括有内层和外层构成的复合结构；所述内层材料为高强度普通球墨铸铁；外层材料为含铬钨合金铸铁；所述含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比为，5-8% 的铬、0.5-1.0 % 的钨、0.3-0.5% 的镁、0.01-0.03% 的钪、0.2-0.3% 的铜、0.03-0.05 % 的锆、0.1-0.5 % 的锡、2.5-3.5 % 的碳、0.5-1.2 % 的锰、0.3-0.5 % 的硼、
1.5-1.8%的硅、0.05-0.08%的铈和镧稀土，余量为铁及不可避免的杂质。
[0007]所述含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比还包括有0.05-0.1 %的钒及0.1-0.3% 的铝。
[0008]一种高抗磨性铸铁合金辊圈制造方法:
[0009]确定和设计复合抗磨辊圈的结构及材料的化学成分:复合抗磨辊圈的结构为内层和外层构成的复合结构；内层材料为高强度普通球墨铸铁；外层材料为含铬钨合金铸铁；所述含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比为，5-8%的铬、0.5-1.0%的钨、2.5-3.5%的碳、0.3-0.5% 的镁、0.01-0.03% 的钪、0.2-0.3% 的铜、0.03-0.05% 的锆、0.1-0.5% 的锡、0.5-1.2%的锰、0.3-0.5%的硼、1.5-1.8%的硅、0.05-0.08 %的铈和镧稀土，余量为铁及不可避免的杂质；
[0010]进行复合离心浇铸:用中频感应炉或电弧炉熔炼上述的含铬钨合金铸铁和球墨铸铁；采用离心铸造工艺，开浇时模温为220?280°C，含铬钨合金铸铁的开浇温度为1350?1450°C恒温浇铸，含铬钨合金铸铁浇入加入保护渣，然后浇完全部含铬钨合金铸铁；保温15-30分钟后，恒温匀速冷却，冷却速度不超过8°C /秒；待其表面温度冷却到850?1000°C后饶入球墨铸铁；球墨铸铁的开饶温度为1300?1400 C ;待球墨铸铁完全凝固后停机；
[0011]进行热处理:将上述制得的复合辊圈脱模，随后以3-5 °C /秒匀速风冷至550°C -600°C后保温0.5-1小时后风冷至350?450°C，进行淬火液恒温淬火处理，然后放入预热到350?450°C的回火炉中，升温至380?500°C，并保持4小时，然后随炉冷却至室温出炉。
[0012]本发明的有益效果是:
[0013]本发明的技术方案生产的铸铁合金能够解决高抗磨性与高强韧性的矛盾问题，提高了应用该合金的产品质量。
【具体实施方式】
[0014]一种高抗磨性铸铁合金辊圈，包括有内层和外层构成的复合结构；所述内层材料为高强度普通球墨铸铁；外层材料为含铬钨合金铸铁；所述含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比为，5-8% 的铬、0.5-1.0% 的钨、2.5-3.5% 的碳、0.3-0.5 % 的镁、0.01-0.03% 的钪、0.2-0.3 % 的铜、0.03-0.05 % 的锆、0.1-0.5 % 的锡、0.5-1.2 % 的锰、0.3-0.5 % 的硼、
1.5-1.8%的硅、0.05-0.08%的铈和镧稀土，余量为铁及不可避免的杂质。
[0015]所述含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比还包括有0.05-0.1 %的钒及0.1-0.3% 的铝。
[0016]高抗磨性铸铁合金辊圈的制造方法为:
[0017]确定和设计复合抗磨辊圈的结构及材料的化学成分:复合抗磨辊圈的结构为内层和外层构成的复合结构；内层材料为高强度普通球墨铸铁；外层材料为含铬钨合金铸铁；所述含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比为，5-8%的铬、0.5-1.0%的钨、2.5-3.5%的碳、0.3-0.5% 的镁、0.01-0.03% 的钪、0.2-0.3% 的铜、0.03-0.05% 的锆、0.1-0.5% 的锡、0.5-1.2%的锰、0.3-0.5%的硼、1.5-1.8%的硅、0.05-0.08 %的铈和镧稀土，余量为铁及不可避免的杂质；
[0018]进行复合离心浇铸:用中频感应炉或电弧炉熔炼上述的含铬钨合金铸铁和球墨铸铁；采用离心铸造工艺，开浇时模温为220?280°C，含铬钨合金铸铁的开浇温度为1350?1450°C恒温浇铸，含铬钨合金铸铁浇入加入保护渣，然后浇完全部含铬钨合金铸铁；保温15-30分钟后，恒温匀速冷却，冷却速度不超过8°C /秒；待其表面温度冷却到850?1000°C后饶入球墨铸铁；球墨铸铁的开饶温度为1300?1400 C ;待球墨铸铁完全凝固后停机；
[0019]进行热处理:将上述制得的复合辊圈脱模，随后以3-5 °C /秒匀速风冷至5500C -600°C后保温0.5-1小时后风冷至350?450°C，进行淬火液恒温淬火处理，然后放入预热到350?450°C的回火炉中，升温至380?500°C，并保持4小时，然后随炉冷却至室温出炉。
[0020]所述含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比还包括有0.05-0.1 %的钒及0.1-0.3% 的铝。
[0021]实施例1
[0022]含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比为，8%的铬、1.0%的钨、3.5%的碳、0.3%的镁、0.01%的钪、0.2%的铜、0.03%的锆、0.1%的锡、1.2%的锰、0.5%的硼、1.8%的硅、0.08 %的铈和镧稀土，0.1 %的钒及0.3 %的铝，余量为铁及不可避免的杂质。
[0023]实施例2
[0024]含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比为，5%的铬、0.5%的钨、2.5%的碳、0.5%的镁、0.03%的钪、0.3%的铜、0.05%的锆、0.5%的锡、0.5%的锰、0.3%的硼、1.5%的硅、0.05%的铈和镧稀土，余量为铁及不可避免的杂质。
[0025]实施例3
[0026]含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比为，6.5%的铬、0.8%的钨、3.0%的碳、
0.44 % 的镁、0.018% 的钪、0.23 % 的铜、0.037 % 的锆、0.22 % 的锡、1.0 % 的锰、0.35 % 的硼、1.6%的硅、0.06%的铈和镧稀土、0.085%的钒及0.15%的铝，余量为铁及不可避免的杂质。
【主权项】
1.一种高抗磨性铸铁合金辊圈，其特征在于:包括有内层和外层构成的复合结构；所述内层材料为高强度普通球墨铸铁；外层材料为含铬钨合金铸铁；所述含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比为，5-8%的铬、0.5-1.0%的钨、2.5-3.5%的碳、0.3-0.5%的镁、0.01-0.03 % 的钪、0.2-0.3 % 的铜、0.03-0.05 % 的锆、0.1-0.5 % 的锡、0.5-1.2 % 的锰、0.3-0.5%的硼、1.5-1.8%的硅、0.05-0.08%的铈和镧稀土，余量为铁及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的高抗磨性铸铁合金辊圈，其特征在于:含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比还包括有0.05-0.1%的钒及0.1-0.3%的铝。
3.一种高抗磨性铸铁合金辊圈制造方法，其特征在于: 确定和设计复合抗磨辊圈的结构及材料的化学成分:复合抗磨辊圈的结构为内层和外层构成的复合结构；内层材料为高强度普通球墨铸铁；外层材料为含铬钨合金铸铁；所述含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比为，5-8%的铬、0.5-1.0%的钨、2.5-3.5%的碳、0.3-0.5 % 的镁、0.01-0.03 % 的钪、0.2-0.3 % 的铜、0.03-0.05 % 的锆、0.1-0.5 % 的锡、0.5-1.2%的锰、0.3-0.5%的硼、1.5-1.8%的硅、0.05-0.08 %的铈和镧稀土，余量为铁及不可避免的杂质； 进行复合离心浇铸:用中频感应炉或电弧炉熔炼上述的含铬钨合金铸铁和球墨铸铁；采用离心铸造工艺，开浇时模温为220?280 °C，含铬钨合金铸铁的开浇温度为1350?1450°C恒温浇铸，含铬钨合金铸铁浇入加入保护渣，然后浇完全部含铬钨合金铸铁；保温15-30分钟后，恒温匀速冷却，冷却速度不超过8°C /秒；待其表面温度冷却到850?1000°C后饶入球墨铸铁；球墨铸铁的开饶温度为1300?1400 C ;待球墨铸铁完全凝固后停机； 进行热处理:将上述制得的复合辊圈脱模，随后以3-5°C /秒匀速风冷至550°C -600°C后保温0.5-1小时后风冷至350?450°C，进行淬火液恒温淬火处理，然后放入预热到350?450°C的回火炉中，升温至380?500°C，并保持4小时，然后随炉冷却至室温出炉。
4.根据权利要求3所述的高抗磨性铸铁合金辊圈制造方法，其特征在于:所述含铬钨合金铸铁，其组成按重量百分比还包括有0.05-0.1 %的钒及0.1-0.3%的铝。
【专利摘要】本发明涉及一种高抗磨性铸铁合金辊圈及制造方法，包括有内层和外层构成的复合结构；所述内层材料为高强度普通球墨铸铁；外层材料为含铬钨合金铸铁；通过复合离心浇铸及热处理得到高抗磨性铸铁合金辊圈。本发明的技术方案生产的铸铁合金能够解决高抗磨性与高强韧性的矛盾问题，提高了应用该合金的产品质量。
【IPC分类】C21D1-20, B02C4-30, C22C37-10, C21D5-00, B22D13-00, B22D19-16
【公开号】CN104532110
【申请号】CN201410745802
【发明人】薛亚红
【申请人】薛亚红
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月8日