[发明专利]铬锰硅钒抗磨铸铁

说明书

【技术领域】：

本发明涉及一种铸铁合金，特别是一种属于高铬抗磨铸铁的铬锰硅钒抗磨铸铁。

【背景技术】：

目前，国内外用得最多的高铬抗磨铸铁有铬、钼系铸铁及铬、钼、铜系铸铁。铬、钼系铸铁的主要成份以重量百分数计算为：碳2.8～3.5％，铬13～18％，钼2.5～3.0％，其余为铁。铬、钼、铜系铸铁的主要成份以重量百分数计算为：碳2.0～3.0％，铬18～28％，钼1.5～2.5％，铜0.8～1.2％，其余为铁。上述两类高铬抗磨铸铁中，均含有钼元素，在抗磨铸铁中加入钼是为了提高其淬透性，从而进一步提高其抗磨性。然而，由于钼元素是我国的紧缺资源，其价格昂贵，致使铬、钼系铸铁和铬、钼、铜系铸铁的生产成本增高。国内有厂家为了降低成本，将高铬铸铁的铬含量降至13％以下，钼的含量降至0.5％以下，这样成本是下降了，但抗磨性也大幅下降，使用寿命仅相当于原来的1/3至1/2。

【发明内容】：

本发明要解决的技术问题是：提供一种不仅具有高硬度、高韧性，而且生产成本较低的抗磨铸铁，并使其使用寿命得到进一步提高，用途更加广泛。

解决上述技术问题的技术方案是：一种铬锰硅钒抗磨铸铁，该铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份以重量百分数计算为：C 2.7～3.6％，Cr 16～22％，Mn 2.2～3.0％，Si 0.5～1.0％，V0.5～1.0％，P≤0.10％，S≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质。

本发明的进一步技术方案是：所述铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份以重量百分数计算为：C 3.2～3.4％，Cr18～20％，Mn 2.5～2.8％，Si 0.7～0.8％，V 0.7～0.8％，P≤0.06％，S≤0.06％，其余为Fe和不可避免的杂质。

因此，本发明之铬锰硅钒抗磨铸铁与现有的抗磨铸铁相比，具有以下有益效果：

1、硬度高，具有充分的韧性和优良的抗磨性：

由于本发明之铬锰硅钒抗磨铸铁的化学成份主要由碳、铬、锰、硅、钒等元素组成，各组成成份的取值范围非常合理：

(1)、碳(C)2.7～3.6％：

碳的主要作用是形成高硬度的碳化物以获得必要的耐磨性，含碳量的多少直接影响到材质的强度、韧性、硬度和耐磨性。含碳量愈高，愈能提高材质的耐磨性，但含碳量过多则脆，会降低其冲击值，因此，本发明碳含量的添加量在2.7％以上，控制在3.6％以下。

(2)、各(Cr)16～22％：

铬为耐磨铸铁的重要元素，它可显著提高材质的强度、硬度、耐磨性、耐热性和淬透能力。当碳含量一定时，随着铬含量的增加，碳化物的含量也增加，从而形成弥散的特殊碳化物，这些特殊碳化物的显微硬度很高，可以大大提高材质的硬度和耐磨性能。但是铬含量过高或过低均会改变碳化物的类型，降低碳化物的硬度。因此本发明将其控制在16～22％范围内。

(3)、锰(Mn)2.2～3.0％：

锰的主要作用是提高合金的淬透性，加入量过低，作用不明显；若加入量过多，则会引起合金硬度下降，因此控制在2.2～3.0％范围内。

(4)、硅(Si)0.5～1.0％：

硅的主要作用是提高合金的强度和淬透性，但加入过多，则会引起合金硬度及冲击值的下降，因此控制在0.5～1.0％的范围内。

(5)、钒(V)0.5～1.0％：

钒与碳形成硬度极高而稳定的碳化物，其硬度超过了钨或钼的碳化物，而且颗粒非常细小，分布又十分均匀，具有细化晶粒的作用，钒对改善合金铸铁的硬度、耐磨性和韧性有很大贡献，特别是对提高合金铸铁的耐磨性最为有效。同时，钒的碳化物一部份溶入基体提高了合金铸铁的淬透性。但若钒的加入量过高则将使生产成本增加较快。因此，本发明将其控制在0.5～1.0％的范围内。

(6)、磷(P)≤0.10％，硫(S)≤0.06％：

由于磷、硫在本合金铸铁中是有害元素，故应使其含量尽量低。

因此，本发明通过各组成成份的合理配比，不仅使本合金铸铁具有较高的硬度，而且还使其具有充分的韧性和优良的抗磨性。

2、生产成本低：

由于本发明采用了具有广泛资源的锰、硅、钒元素取代了紧缺资源钼元素，因此其生产成本得到明显下降。

3、使用寿命长：

由于本发明的各化学成份及其含量非常合理，而且属于高铬抗磨铸铁，具有优良的抗磨性，因此，其使用寿命也较长。

4、用途广泛：