錳鉬復合高鉻鑄鐵及其應用制造技術

本發明專利技術涉及一種錳鉬復合高鉻鑄鐵及其應用，尤其是在大截面（＞１００－１４０ｍｍ）鑄件上的應用。該耐磨材料化學成分配比為Ｃ：２. ８０－３. ２０％，Ｓｉ≤１. ００％，Ｍｎ：２. ８０－３. ５０％，Ｓ≤０. ０６％，Ｐ≤０. １０％，Ｃｒ：１４. ０－１６. ０％，Ｍｏ：０. ６０－０. ８０％，經過冶煉、鑄造、熱處理工藝加工成型，滿足使用要求。該材質成分配比中，結合國情應用豐富的合金元素，成本降低了２５％，從而擴大了應用范圍，具有顯著的經濟、社會效益。（*該技術在2014年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種錳鉬復合高鉻鑄鐵及其應用，尤其是在大截面(＞100-140mm)鑄件上的應用，該耐磨材料可應用于火電重型輔機MPS中速磨煤機碾磨件，建材行業立式水泥磨碾磨件，破碎機耐磨件及其它產品高硬度耐磨件中。目前，MPS中速磨煤機磨輥所使用的耐磨材料為鎳硬鑄鐵，其技術要求為1.硬度HRC60.1-62.52.金相組織馬氏體+碳化物+殘余奧氏體，不允許有珠光體及石墨3.鑄件表面粗糙度3-4級4.使用壽命大于7000小時該材質化學成分范圍為C3.10-3.50%，Si1.40-1.80%，Mn≤0.65%，S≤0.04%，P≤0.07%，Cr8.25-9.0%，Ni5.20-5.80%，從成份范圍可知，材質中含有較高的鎳，而鎳為我國稀缺貴重元素，致使制件成本昂貴。為此，研制適合我國資源特點的代用材料已勢在必行，它將對促進耐磨件國產件，節省資金，擴大MPS中速磨煤機的應用具有顯著的經濟、社會效益，近幾年來，國內外紛紛進行鎳的代用研究，其中以12CrMo，15Cr3Mo，15Cr2Mo1Cu，20Cr2Mo1Cu幾種高鉻鑄鐵已得到重視及應用，并公認為第三代耐磨材料，國內已有廠家應用20-2-1(20Cr2Mo1Cu)制造了磨輥并應用于生產取得良好效果。但該材質制造的磨輥與原用鎳硬鑄鐵成本相近，因而在推廣應用上受到影響。本專利技術的目的是提供一種錳鉬復合高鉻鑄鐵耐磨材料以及在大截面(＞100-140mm)鑄件上的應用技術。本專利技術的目的是這樣實現的1.錳鉬復合高鉻鑄鐵耐磨材料成分配比采用一定Cr/C比，并加入適量錳、鉬，形成錳鉬復合高鉻鑄鐵，將原用鎳硬鑄鐵中鎳全部取代，通過對高鉻鑄鐵的合金化以及錳鉬在高鉻鑄鐵中的行為與作用的研究確定成分配比如下C2.80-3.20%，Si≤1.00%，Mn2.80-3.50%，S≤0.06%，P≤0.10%，Cr14.0-16.0%，Mo0.60-0.80%。2.冶煉應用電弧爐采用裝入法進行熔煉，熔煉過程嚴格控制溫度避免高溫澆注，鐵水出爐溫度控制在1380-1400℃。3.鑄造采用呋喃樹脂砂及鉻鐵礦砂造型縮尺1.5-2%，澆注溫度1350℃-1380℃。嚴格控制打箱時間，根據鑄件截面大小一般在澆注后7-10天方可打箱，清除水、冒口絕對不允許汽割，打磨鑄件水、冒口殘根時注意不得超過150℃。4.熱處理由于材質中錳的加入，增加了殘余奧氏體量，從而降低了硬度及影響零件的使用壽命。為此，通過大量工藝試驗，研究出解決提高硬度、降低殘余奧氏體量的熱處理專用工藝、即珠光體化予處理+正火處理以及消除應力回火處理工藝。其中，予處理溫度為650℃，保溫時間4小時，正火溫度為900℃，保溫時間3小時后空冷零件從臺車上吊下冷卻至100-150℃，消除應力回火溫度為260-280℃，時間為8-24小時。通過大截面熱處理模擬試驗，進一步證明該材質在大截面鑄件上應用的可行性。5.加工應用立方氮化硅(Si3N4)方形刀片及立方氮化硼(CBN)圓形刀片解決了高硬度且含有大量碳化物的新材質加工難的問題。本專利技術的優點是1.錳鉬復合高鉻鑄鐵材質成份配比中，結合國情應用資源豐富的合金元素，滿足使用要求，成本降低了25%，從而擴大了應用范圍，具有顯著的經濟、社會效益。2.該材質的冶煉可采用常規方法，在一般電弧爐或中頻爐中進行，操作易于控制。3.鑄造工藝方案與原用材質工藝相比，除工藝參數不同外，無其他特殊要求。4.所采用的熱處理工藝制度在一般設備條件下均可進行。附圖說明圖1為本專利技術實施例1熱處理工藝曲線。圖2為本專利技術實施例2熱處理工藝曲線。圖3為本專利技術實施例3熱處理工藝曲線。下面詳細說明本專利技術實施例1第一爐冶煉澆注的磨輥(1)錳鉬復合高鉻鑄鐵化學成份C3.12% Mn2.88% Si0.65% S0.017% P0.042%Cr14.90% Mo0.80%。(2)冶煉應用電弧爐采用裝入法進行熔煉，熔煉過程嚴格控制溫度避免高溫澆注，鐵水出爐溫度為1395℃。(3)鑄造采用呋喃樹脂砂及鉻鐵礦砂造型縮尺2%，澆注溫度1380℃，打箱時間為澆注后第10天，清除水冒口絕對不允許汽割，打磨鑄件水、冒口殘根時注意溫度不超過150℃。(4)熱處理專用工藝為珠光體化予處理+正火處理以及消除應力回火處理的工藝。其熱處理工藝曲線如圖1所示，使用設備為臺車式熱處理爐。(5)加工應用立方氮化硅(Si3N4)方形刀片及立方氮化硼(CBN)圓形刀片。熱處理后硬度HRC60.5-61金相組織馬氏體+碳化物+殘余奧氏體鑄件表面粗糙度3-4級宏觀及尺寸檢查符合廠標SZ2127規定。實施例2第三爐冶煉澆注的磨輥(1)錳鉬復合高鉻鑄鐵化學成份C2.99% Mn2.84% Si0.85% S0.019% P0.051%Mo0.79% Cr15.10%(2)冶煉應用電弧爐采用裝入法進行熔煉，鐵水出爐溫度為1400℃。(3)鑄造采用呋喃樹脂砂及鉻鐵礦砂造型縮尺1.8%，澆注溫度1380℃，打箱時間為澆注后第12天。(4)熱處理熱處理工藝曲線如圖2所示，使用的設備為臺車式熱處理爐。(5)加工應用立方氮化硅(Si3N4)方形刀片及立方氮化硼(CBN)圓形刀片。熱處理后硬度HRC60.3-61.5金相組織馬氏體+碳化物+殘余奧氏體鑄件表面粗糙度3-4級宏觀及尺寸檢查符合廠標SZ2127規定。實施例3第五爐冶煉澆注的磨輥(1)錳鉬復合高鉻鑄鐵化學成份C3.06% Si0.58% Mn2.80% S0.025% P0.044%Mo0.76% Cr15.20%。(2)冶煉應用電弧爐采用裝入法進行熔煉，鐵水出爐溫度為1390℃。(3)鑄造采用呋喃樹脂砂及鉻鐵礦砂造型縮尺1.6%，澆注溫度為1380℃，打箱時間為澆注后第9天。(4)熱處理熱處理工藝曲線如圖3所示，使用的設備為臺車式熱處理爐。(5)加工應用立方氮化硅(Si3N4)方形刀片及立方氮化硼(CBN)圓形刀片。熱處理后硬度HRC58.5-60.1金相組織馬氏體+碳化物+殘余奧氏體鑄件表面粗糙度3-4級宏觀及尺寸檢查符合廠標SZ2127規定。由上述實例證明應用錳鉬復合高鉻鑄鐵完全可取代鎳硬鑄鐵。權利要求1.一種錳鉬復合高鉻鑄鐵，其特征在于該耐磨材質的化學成份配比為C2.80-3.20%，Si≤1.00%，Mn2.80-3.50%，S≤0.06%，P≤0.10%，Cr14.0-16.0%，Mo0.60-0.80%。2.一種如權利要求1所述錳鉬復合高鉻鑄鐵的應用，其特征在于(1)冶煉應用電弧爐采用裝入法進行熔煉，熔煉過程嚴格控制溫度避免高溫澆注，鐵水出爐溫度控制為1380-1400℃。(2)鑄造采用呋喃樹脂砂及鉻鐵礦砂造型縮尺1.5-2%，澆注溫度1350-1380℃，根據截面大小在澆注后7-10天打箱，清除水、冒口絕對不允許汽割，打磨鑄件水、冒口殘根時注意溫度不得超過150℃。(3)熱處理專用工藝為珠光體化予處理+正火處理以及消除應力回火處理的工藝，其中珠光體化予處理溫度為650℃，保溫時間4小時，正火溫度為900℃，保溫時間3小時，空冷零件從臺車上吊下冷卻至100-150℃，消除應力回火溫度為260-280℃，時間為8-24小時。(4)加工應用立方氮化硅(Si3N4)方形刀片及立本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種錳鉬復合高鉻鑄鐵，其特征在于該耐磨材質的化學成份配比為：Ｃ：２. ８０－３. ２０％，Ｓｉ≤１. ００％，Ｍｎ：２. ８０－３. ５０％，Ｓ≤０. ０６％，Ｐ≤０. １０％，Ｃｒ：１４. ０－１６. ０％，Ｍｏ：０. ６０－０. ８０％。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：崔松延，孟祥波，
申請(專利權)人：沈陽重型機器廠，
類型：發明
國別省市：89[中國|沈陽]